你用得着的轮胎模型.docx

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你用得着的轮胎模型

$---------------------------------------------------------------------MDI_HEADER

[MDI_HEADER]

FILE_TYPE='tir'

FILE_VERSION=2.0

FILE_FORMAT='ASCII'

（COMMENTS）

{comment_string}

'Tire-XXXXXX'

'Pressure-XXXXXX'

'TestDate-XXXXXX'

'Testtire'

'NewFileFormatv2.1'

$--------------------------------------------------------------------------units

[UNITS]

LENGTH='meter'

FORCE='newton'

ANGLE='rad'

MASS='kg'

TIME='sec'

$--------------------------------------------------------------------------model

[MODEL]

!

usemode123

!

------------------------------------------

!

relaxationlengthsX

!

smoothingX

!

PROPERTY_FILE_FORMAT='UATIRE'

FUNCTION_NAME='TYR914'

USER_SUB_ID=914

USE_MODE=2

$----------------------------------------------------------------------dimension

[DIMENSION]

UNLOADED_RADIUS=0.361

WIDTH=0.195

ASPECT_RATIO=0.55

$----------------------------------------------------------------------parameter

[PARAMETER]

VERTICAL_STIFFNESS=380000

VERTICAL_DAMPING=50

ROLLING_RESISTANCE=0.015

CSLIP=80000

CALPHA=60000

CGAMMA=3000

UMIN=0.8

UMAX=1.1

REL_LEN_LON=0.6

REL_LEN_LAT=0.5

$--------------------------------------------------------------------------shape

[SHAPE]

{radialwidth}

1.00.0

1.00.2

1.00.4

1.00.6

1.00.8

0.91.0

使用魔术公式的轮胎模型

使用魔术公式的轮胎模型主要有Pacejka’89、Pacejka’94、MF-Tyre、MF-Swift四种。

Pacejka’89和’94轮胎模型

Pacejka’89和’94轮胎模型是以魔术公式主要提出者H.B.Pacejka教授命名的，根据其发布的年限命名。

目前有两种直接被ADAMS引用。

魔术公式是用三角函数的组合公式拟合轮胎试验数据，用一套形式相同的公式就可以完整地表达轮胎的纵向力Fx、侧向力Fy、回正力矩Mz、翻转力矩Mx、阻力矩My以及纵向力、侧向力的联合作用工况，故称为“魔术公式”。

魔术公式的一般表达式为：

式中Y（x）可以是侧向力，也可以是回正力矩或者纵向力，自变量x可以在不同的情况下分别表示轮胎的侧偏角或纵向滑移率，式中的系数B、C、D依次由轮胎的垂直载荷和外倾角来确定。

Pacejka’89轮胎模型认为轮胎在垂直、侧向方向上是线性的、阻尼为常量，这在侧向加速度常见范围≤0.4g，侧偏角≤5°的情景下对常规轮胎具有很高的拟合精度。

此外，由于魔术公式基于试验数据，除在试验范围的高精度外，甚至在极限值以外一定程度仍可使用，可以对有限工况进行外推且具有较好的置信度。

魔术公式正在成为工业标准，即轮胎制造商向整车厂提供魔术公式系数表示的轮胎数据，而不再是表格或图形。

基于魔术公式的轮胎模型还有较好的健壮性，如果没有某一轮胎的试验数据，而使用同类轮胎数据替代仍可取得很好的效果。

图基于魔术公式的轮胎模型的输入和输出变量

Pacejka’89轮胎力与力矩的计算

轮胎纵向力计算公式为：

其中X1为纵向力组合自变量：

X1=（κ+Sh），κ为纵向滑移率（负值出现在制动态，-100表示车轮抱死）

C——曲线形状因子，纵向力计算时取B0值：

C=B0

D——巅因子，表示曲线的最大值：

BCD——纵向力零点处的纵向刚度：

B–刚度因子：

B=BCD/（C×D）

Sh——曲线的水平方向漂移：

Sv——曲线的垂直方向漂移：

Sv=0

E——曲线曲率因子，表示曲线最大值附近的形状：

图轮胎属性文件中的纵向力计算系数数据块

图Pacejka’89轮胎纵向力示例

轮胎侧向力计算公式为：

此时的X1为侧向力计算组合自变量：

X1=（α+Sh），α为侧偏角

C——曲线形状因子，侧向力计算时取A0值：

C=A0

D——巅因子，表示曲线的最大值：

BCD——侧向力零点处的侧向刚度：

B–刚度因子：

B=BCD/（C×D）

Sh——曲线的水平方向漂移：

Sv——曲线的垂直方向漂移：

E——曲线曲率因子，表示曲线最大值附近的形状：

图轮胎属性文件中的侧向力计算系数数据块

图Pacejka’89轮胎纵向力示例

轮胎回正力矩计算公式为：

此时的X1为回正力矩计算组合自变量：

X1=（α+Sh），α为侧偏角

C——曲线形状因子，回正力矩计算时取C0值：

C=C0

D——巅因子，表示曲线的最大值：

BCD——回正力矩零点处的扭转刚度：

B–刚度因子：

B=BCD/（C×D）

Sh——曲线的水平方向漂移：

Sv——曲线的垂直方向漂移：

E——曲线曲率因子，表示曲线最大值附近的形状：

图轮胎属性文件中的回正力矩计算系数数据块

图Pacejka’89轮胎回正力矩示例

侧偏刚度（LateralStiffness）

侧偏刚度在Pacejka’89和’94轮胎模型中假定是一个常量，在轮胎属性文件的参数PARAMETER数据段中通过LATERAL_STIFFNESS语句设定。

侧向形变De：

De＝Fy/LATERAL_STIFFNESS；

翻转力矩：

Mx＝-Fz×De；

纵向力和侧偏角联合作用的回正力矩Mz；

MZ=MZ,MF+Fx×De，这里MZ,MF为魔术公式计算所得的回正力矩。

滚动阻力（Rollingresistance）

滚动阻力系数RR同样是在轮胎属性文件中规定的具体值，滚动阻力矩My：

My=Fz×Re×RR

这里：

Re为轮胎的滚动半径；RR为滚动阻力系数；Fz垂直载荷（kN）。

平滑过渡（Smoothing）

是否使用平滑过渡也在轮胎属性文件中规定：

✧USE_MODE=1或2：

关闭平滑过渡

✧USE_MODE=3或4：

使用平滑过渡

轮胎属性文件TR_rear_pac89.tir全文（示例整车模型MDI_Demo_Vehicle.asy使用的）：

$---------------------------------------------------------------------MDI_HEADER

[MDI_HEADER]

FILE_TYPE='tir'

FILE_VERSION=2.0

FILE_FORMAT='ASCII'

（COMMENTS）

{comment_string}

'Tire-XXXXXX'

'Pressure-XXXXXX'

'TestDate-XXXXXX'

'Testtire'

'NewFileFormatv2.1'

$--------------------------------------------------------------------------UNITS

[UNITS]

LENGTH='mm'

FORCE='newton'

ANGLE='radians'

MASS='kg'

TIME='sec'

$--------------------------------------------------------------------------MODEL

[MODEL]

!

usemode1234

!

-------------------------------------------

!

smoothingXX

!

combinedXX

!

PROPERTY_FILE_FORMAT='PAC89'轮胎模型关键词

FUNCTION_NAME='TYR900'解算器函数

USE_MODE=4.0平滑过渡模式

$----------------------------------------------------------------------DIMENSION

[DIMENSION]

UNLOADED_RADIUS=340.6轮胎自由半径

WIDTH=255.0轮胎宽度

ASPECT_RATIO=0.35高宽比

$----------------------------------------------------------------------PARAMETER

[PARAMETER]

VERTICAL_STIFFNESS=310.0纵向刚度系数

VERTICAL_DAMPING=3.1纵向阻尼系数

LATERAL_STIFFNESS=190.0侧偏刚度

ROLLING_RESISTANCE=0.0滚动阻力系数

$-----------------------------------------------------------LATERAL_COEFFICIENTS

[LATERAL_COEFFICIENTS]

a0=1.65000

a1=-34.0

a2=1250.00

a3=3036.00

a4=12.80

a5=0.00501

a6=-0.02103

a7=0.77394

a8=0.0022890

a9=0.013442

a10=0.003709

a11=19.1656

a12=1.21356

a13=6.26206

$-------------------------------------------------------------------longitudinal

[LONGITUDINAL_COEFFICIENTS]

b0=2.37272

b1=-9.46000

b2=1490.00

b3=130.000

b4=276.000

b5=0.08860

b6=0.00402

b7=-0.06150

b8=1.20000

b9=0.02990

b10=-0.17600

$----------------------------------------------------------------------aligning

[ALIGNING_COEFFICIENTS]

c0=2.34000

c1=1.4950

c2=6.416654

c3=-3.57403

c4=-0.087737

c5=0.098410

c6=0.0027699

c7=-0.0001151

c8=0.1000

c9=-1.33329

c10=0.025501

c11=-0.02357

c12=0.03027

c13=-0.0647

c14=0.0211329

c15=0.89469

c16=-0.099443

c17=-3.336941

注意：

属性文件中的单位数据块[UNITS]不用于魔术公式的系数a,b,c。