冰面上轮胎稳态纵滑和侧偏特性研究.docxVIP

PAGE

1-

冰面上轮胎稳态纵滑和侧偏特性研究

一、冰面轮胎稳态纵滑特性研究

(1)冰面轮胎稳态纵滑特性是指在恒定速度下，轮胎与冰面之间摩擦力的变化对轮胎纵向运动状态的影响。在冬季道路条件下，轮胎的纵滑特性对于车辆的安全行驶至关重要。研究冰面轮胎稳态纵滑特性，首先需要对冰面与轮胎之间的摩擦机理进行分析。冰面摩擦系数受多种因素影响，如冰面温度、冰面粗糙度、轮胎材料及设计等。通过实验和理论分析，可以得出轮胎在冰面上的稳态纵滑系数与上述因素之间的关系。此外，冰面轮胎稳态纵滑特性还与轮胎的接地压力、轮胎花纹设计以及车辆载荷等因素密切相关。研究冰面轮胎稳态纵滑特性有助于优化轮胎设计，提高车辆在冬季恶劣路面上的行驶性能。

(2)在冰面轮胎稳态纵滑特性研究中，实验方法主要包括滑移试验和牵引试验。滑移试验是在车辆处于滑移状态时，通过测量轮胎与冰面之间的相对滑动距离和速度，来评估轮胎的稳态纵滑系数。牵引试验则是通过施加一定的牵引力，使车辆在冰面上匀速行驶，测量轮胎与冰面之间的摩擦力，从而得到稳态纵滑系数。实验数据需要通过数学模型进行拟合和分析，以揭示冰面轮胎稳态纵滑特性的内在规律。此外，为了提高实验结果的准确性，需要在不同的冰面温度和粗糙度条件下进行多次实验，并对实验结果进行统计分析。

(3)冰面轮胎稳态纵滑特性的理论研究主要包括摩擦理论、动力学模型和数值模拟等方面。摩擦理论主要研究冰面与轮胎之间的摩擦机理，通过建立摩擦系数与接触压力、温度、粗糙度等因素之间的关系模型，来预测轮胎在冰面上的稳态纵滑系数。动力学模型则是研究轮胎在冰面上的受力情况，包括纵向力、横向力和力矩等，通过建立动力学方程组，分析轮胎在不同工况下的运动状态。数值模拟则是利用计算机软件对轮胎与冰面的接触过程进行模拟，通过数值计算得到轮胎的稳态纵滑系数。理论研究为实验研究提供了理论依据，有助于指导轮胎设计和路面施工。

二、冰面轮胎稳态侧偏特性研究

(1)冰面轮胎稳态侧偏特性研究对于理解车辆在冰雪路面上的操控稳定性具有重要意义。在侧风或紧急避让等情况下，轮胎的侧偏特性直接影响车辆的转向性能。根据相关实验数据，冰面轮胎的侧偏角通常在0.5°到2°之间，这一范围内的侧偏角被认为是安全的。例如，在一项针对SUV车型的侧偏实验中，当车辆以50km/h的速度行驶时，轮胎在冰面上的侧偏角达到了1.2°，此时车辆的稳定性得到了有效保证。此外，轮胎花纹设计对侧偏特性也有显著影响，采用深花纹设计的轮胎在侧偏试验中表现更为出色。

(2)冰面轮胎稳态侧偏特性的研究通常涉及到轮胎与冰面之间的摩擦系数、轮胎接地压力、车辆速度等因素。一项研究表明，在冰面上，当轮胎接地压力为0.8MPa时，轮胎的侧偏角约为1.0°；而当接地压力增加到1.2MPa时，侧偏角降至0.8°。这说明在一定范围内，增大轮胎接地压力可以有效减小侧偏角，提高车辆在冰雪路面上的稳定性。在实际案例中，一辆装载了冬季轮胎的轿车在湿滑的冰面上以60km/h的速度行驶时，由于轮胎侧偏角过大，导致车辆失控，最终撞上了路边护栏。这表明，在冰雪路面行驶时，轮胎的侧偏特性对车辆安全至关重要。

(3)冰面轮胎稳态侧偏特性的研究方法主要包括实验测量和理论分析。实验测量通过在专业试验场地上进行车辆侧偏试验，测量不同车速、不同轮胎接地压力和不同路面条件下轮胎的侧偏角。理论分析则基于轮胎与路面之间的摩擦理论，结合车辆动力学模型，对轮胎侧偏特性进行数值模拟。例如，一项研究通过对轮胎侧偏特性的数值模拟，发现轮胎花纹设计对侧偏角的影响显著，当花纹深度增加时，侧偏角有所减小。此外，研究还发现，轮胎的侧偏稳定性与路面温度密切相关，当路面温度低于-10℃时，轮胎的侧偏角会显著增大。

三、冰面轮胎稳态纵滑和侧偏特性综合分析

(1)冰面轮胎的稳态纵滑和侧偏特性是评价车辆在冰雪路面安全行驶性能的关键因素。综合分析这两方面的特性，有助于更全面地评估轮胎在恶劣气候条件下的性能。根据实验数据，冰面轮胎的稳态纵滑系数通常在0.05到0.10之间，而侧偏角则控制在0.5°到2°范围内。例如，在一项针对SUV车型的研究中，轮胎在冰面上的稳态纵滑系数为0.08，同时侧偏角为1.0°，表明该轮胎在冰雪路面上的操控性能较为理想。此外，当车辆以80km/h的速度通过冰面时，如果轮胎的稳态纵滑系数降至0.05，而侧偏角超过2.5°，则可能导致车辆失控，增加事故风险。

(2)在实际案例中，某品牌轿车在冬季行驶过程中，由于轮胎稳态纵滑系数和侧偏特性的不足，在遇到紧急情况时发生侧滑，最终导致车辆侧翻。事故分析表明，该车型使用的轮胎在冰面上的稳态纵滑系数仅为0.07，侧偏角达到3.2°，超出了安全范围。这一案例突出了冰面轮胎稳态纵滑和侧偏特性在车辆安全行驶中的重要性。为了改善这一状况，轮胎制造商