شبيه سازي تاير هوشمند به منظور تخمين ضريب اصطكاك و تحليل ارتباط آن با پارامترهاي متغير تاير

كارشناسي ارشد

امروزه سيستم‌هاي ايمني خودرو همچون كنترل پايداري الكترونيكي و سيستم ترمز ضد قفل مورد توجه بسياري قرار گرفته است. يكي از راه¬هاي بهبود اين سيستم¬ها داشتن اطلاعاتي مانند ضريب اصطكاك، نيرو و گشتاور از طرف تاير مي‌باشد. در كارهاي انجام شده در قبل محاسبه اين نيروها توسط سنسورهاي مختلفي مانند سنسور كرنش¬سنج، نوري،شتاب¬سنج، دوربين محاسبه شده است كه در اين بين سنسورهاي شتاب‌سنج و كرنش سنج كاربرد بيشتري پيدا كردند. اما براي تخمين ضريب اصطكاك، كرنش سنج به دليل محاسبه كرنش موضعي دقت بالايي ندارند. براي اندازه‌گيري طول سطح تماس طبق تحقيقات گزارش شده سنسورهاي شتاب‌سنج داراي دقت بالاتري به نسبت ديگر سنسورها مي¬باشند. به اين منظور در اين مقاله از سنسور شتاب‌سنج استفاده شده است. براي اين كار ابتدا به طراحي مدل دو بعدي از سطح مقطع تاير پرداخته شده است. سپس با دوران سطح مقطع به اندازه 360 درجه حول محور گذرنده از چرخ ها، مدل كامل 3 بعدي تايرها با اندازه المان هاي نابرابر توليد شده است. سه سنسورشتاب‌سنج كه برروي گره دركنارهم بر روي آستر داخلي تاير تعريف شده است. شتاب‌سنجي كه در مركز تاير قرار دارد براي محاسبه طول سطح تماس در مركز سطح تماس تاير و جاده استفاده مي¬شود. بعد از آن به تخمين فشار باد درون تاير و تخمين نيروي عمودي از طريق روابط بين اين دو پارامتر با طول سطح تماس پرداخته شده است، كه در قبل اين دو پارمتر از طريق طول سطح تماس محاسبه نشده است. همچنين براي بررسي رفتار تاير در سرپيچ با الهام گرفتن از تحقيقات گذشته كه با سنسور كرنش سنج انجام شده است از دو سنسور شتاب¬سنج ديگر كه در دو لبه تاير قرار دارد و بعد از محاسبه طول سطح تماس در لبه بيرون و داخل و از طريق نسبت بين اين دو طول به تخمين نيروهاي جانبي و گشتاور تاير پرداخته شده است. بعد از آن به دنبال پيدا كردن روابطي بين نيروي جانبي در تاير و گشتاور با نسبت طول¬ سطح تماس در قسمت بيروني به داخلي تاير انجام گرفته است. روش ارائه شده قابليت به كارگيري در شرايط مختلف رانندگي از جمله مانور گردش و حركت در ميسر مستقيم را دارد. همچنين با توجه به فرمول براش مقدار ضريب اصطكاك بين تاير و جاده تخمين زده شده است. در آخر، نتايج تحليل يك مدل المان محدود سه بعدي از تاير با مشخصات 175/505R13 كه با نتايج تجربي كارهاي پيشين صحه-گذاري شده است، تاير فشار بين KPa40تا KPa140و بار N250 تا N1400 مي¬تواند تحمل كند كه اين مدل در يك جاده با اصطكاك9/0 انجام شده است. مقدار خطا بدست آمده با نتايج مستقيم اباكوس براي تخمين ضريب اصطكاك در بيشترين حالت 7درصد و بهترين حالت 3درصد مي¬باشد.

190577

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي سيستم هاي ديناميكي خودرو

دكترسلمان ابراهيمي نژاد رفسنجاني - دكتر مسعود دهمرده