2011第八届中国(长春)国际汽车博览会(长春车展)盛大开幕.搜狐汽车作为本届车展官方合作伙伴,派出了强大的记者团队全程进行报道.7月16日,中国长春先进车辆与集成技术国际论坛成功召开.在此次论坛中,中国吉林大学院士郭孔辉做了演讲.

郭孔辉中国吉林大学院士

中国吉林大学院士郭孔辉：尊敬的肖万民市长，尊敬的各位嘉宾、女士们先生们大家上午好!

讲这样几个小题目：研究动因，长期目标，面临问题，基本建模的思想，建模研究的若干结果，结论。

动因，是源于60年代开始，中国汽车工业发展的需求。最早的时候，是我们红旗轿车的研发，在国外高速行驶的时候出现很多操纵性的问题。逐渐对轮胎的特性、重要性有一些比较深入的认识。后面我们建了轮胎实验台，是由于对悬架、整车动力系统的要求，对轮胎的要求比较高。

我们长期的目标有这些想法：我们想建立一个具有如下特色的轮胎模型适应我们发展的需要：第一，精度高。第二，使用简便。第三，便于理解和知识积累。第四，可用于不同路面和速度。第五，具有预测功能。因为不可能把所有的实验都做到，没有做到的实验、没有预测到的工况，必须要有预测能力。而且我们不希望做太多的实验，把无穷多的工矿都做实验这不成立。

我们面临的问题，理论多一些还是经验多一些，这要平衡，看我们能不能找到这种平衡。另外，多参数的模型。参数很多，互相关系很复杂，我们想探讨出来参数组和参数组之间的关系，使得模型得到简化。统一表达接地压力的可能性。抛物线假设、剧情假设这些都不通用，我们用比较通用的方法表达更精确。

我们对很多的问题希望得到回答，得到解释。为什么不同路况下轮胎的表现适应不一样。能不能从已经得到的结果推断其他工况的可能性?有一些怪的现象应该怎么解释。比如说Mz有负值怎么解决。动态力应该怎么样建模，怎么样表达。我们的模型要在车轮滚动速度非常低的情况下，仍然可以使用，这个问题也是非常难的问题。过去我们遇到过的，特别是我们做驾驶摇控器的时候，接地的时候，模型的计算非常困难。我们面对这些问题，我们基本的思想，一个是参数捆绑起来使得关系简化。第二，要用简洁的物理框架，简洁了以后表达的不够充分的地方我们就通过实验加以补充。得到更精确的结果，避免过分烦琐的解析表达。保证精度的前提下，尽可能减少模型参数和实验辨识量。

缄默研究的若干结果，第一，通过各种滑移率的统一定义，和接地压力的统一表达，形成简洁的复合与纯工况理论模型。第二，符合工况下F&M特性理论加合力方向从附着到滑移的精确过渡表达，明显提高模型精度。后来我们搞了一个比较理想的过渡修整的表达式。第三，符合工况下大模型的精度的表达。使它成为一个对称的模式，使得模型得到简化。第四，在各种车速下摩擦系数的精确表达和不同速度下F&M特性变化的解释。第五，摩擦系数的插入概念及对不同路面车速下轮胎特性的预测。

在做建模的工作的时候，有一个假设。这种假设的情况下，摩擦系数随着速度的不同、路面的情况有差别，我们用实验来代替。第二，接地压力分布的统一表达式，我们找到一个比较方便的表达式，只含有三个参数，但是可以表达轮胎的各种情况。包括具形形状的接近程度、空间怎么起来的。或者是两个鼓起来的，偏前的或者是偏后的。我们用三个参数可以表达得比较充分。制动和驱动的表达也不一样，这样的不一样就造成了理论上的很多麻烦。建立起简易的理论框架。所以我们有一个统一的定义，就是滑移率等于滑移速度除以更新速度，这种速度对所有的滑移率都适用。我们在具体的推导过程中，几乎是完全两个对称的体制可以推导的。

我们得到一个临界起滑点的统一表达。由于我们接地压力的统一表达以后，我们有一个统一的滑移起滑点的表达式。就是这个表达式。所有的压力分布的轮胎，所有的结构组轮胎，接地压力的分布一般在可能实现的情况下都可以用统一的表达。最后，可以变成一个力和力距就变成单一变量的函数。因此，对所有的压力分布都是非常简单的无量纲的捆绑环节。理论边界的半经验模型，它的边界条件要和理论上符合这个概念。

左边这个表是半经验表达式，取决于实验的参数，右边是一个理论的边界。这两个都是边界，两边等起来，左边这个参数就可以确定。随着相对划滑移率的增大，这个表达式能够很好的表达由附着区的合理方向逐渐变为滑移区的合力方向。