郭孔辉:轮胎实验探索到理论与经验的平衡

文章来源:盖世汽车网 发布时间:2011-07-18
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郭孔辉:轮胎实验探索到理论与经验的平衡
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。

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