降雨对轮胎与路面附着系数的影响

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1、摘要本文主要研究了道路表面水膜厚度的影响因素，水膜对轮胎与路面接触的影响以及轮胎滑水的形成机理。首先摊铺了试验段，沥青混合料分别为SMA．13、AC一25I改进型和AC一20I改进型，坡度分别为2％、5％和8％，测量试验段表面的水膜厚度。根据水膜厚度的测试实验数据，建立了预估水膜厚度的三种模型：回归模型、BP网络模型和数学物理模型。对这三种模型计算值和实测值进行了比较分析，回归模型应用方便而且精度较高。建立轮胎稳态滚动的有限元模型，其中橡胶材料的本构关系采用具有三个参数的Yeoh模型，帘线作为一种加强筋材料，在有限元模型中用加强筋单元表示。将轮胎的负荷转化为路面

2、位移并施加到有限元模型上，并且对胎面单元施加动水压力和旋转速度，对路面刚体施加平动速度。轮胎的附着力只有与路面接触的部分才能产生，计算了各种工况下轮胎附着系数的变化。运用弹性流体动力润滑理论，把轮胎、路面以及水膜作为一个润滑系统，研究了轮胎的动力滑水性能。采用平均流量模型，分析轮胎及路面的粗糙程度对动力滑水的影响。用复合直接迭代法求解动力滑水的控制方程，计算了轮胎动力滑水发生时接触区内的水膜分布，分析了速度、轮胎花纹对水膜厚度的影响。最后结合山区高速公路的线形以及路面结构特点，计算了路表的水膜厚度以及附着系数的变化，分析了附着系数的变化对汽车行驶稳定性的影响。根

3、据汽车行驶稳定性的要求，指出排水性沥青面层的适用范围。关键词：降雨；路表水膜厚度：轮胎有限元分析；动力滑水；行驶稳定性ABSTRACTThefactorsinfluencingwaterfilmthicknessofroadsurface，theeffectofwaterfilmOnadhesionperformancebetweentireandpavementandthemechanismoftirehydroplaningarestudied．Thetestsectionarepaved，andthenthewaterfilmthicknessaremea

4、sured，withthreetypesmixtureasphalt，i．e．SMA-13，improvedAC·25IandimprovedAC一20Iunderthegradientof2％．5％and8％respectively．Consequentlythreemodelsincludingregressionmodel，BPnetworkmodelandmathematics-physicalmodelareestablished，amongwhichtheregressionmodelismostconvenientwitIlhighaccuracy

5、．Finiteelementmodeloftirerollinginsteadystateisestablished，amongwhichtheconstitutivemodelofrubbermaterialadoptstheYeohmodelwiththreeparametersandthecurtainthreadasakindofrebarmatedalisdescribedwithrebarelement．Theloadoftireistranslatedintothepavementdisplacementwhichisputonthefinitee

6、lementmodel．Dynamichydraulicpressureandrotativevelocityisputonthetire，andthetranslationvelocityisalsoputonrigidpavement．Theadhesionforceoftirehappensonlytothecontactplacebetweentireandpavement．Thechangeofadhesioncoefficientiscalculatedundereverycondition．Accordingtotheelasto-hydrodyn

7、amiclubricationtheory,thelubricationsystemconsistsoftire，pavementandwaterfilmandaccordinglytheperformanceofdynamichydroplaningoftireisanalyzed．Theeffectofcoarsenessdegreeoftireandpavementondynamichydroplaningisanalyzedthroughtheaveragefluxmodel．Throughsolvingcontrolequationbycompound

8、directiteraf