汽车轮胎力学模型研究

本文档是张剑威在武汉理工大学完成的硕士学位论文，题为“汽车轮胎力学模型研究”，申请学位级别为硕士，专业是机械制造及其自动化，指导教师为容一鸣教授。该论文主要研究轮胎作为汽车系统中最具代表性的非线性部件，其力学特性对汽车运动性能的直接影响。论文首先介绍了轮胎力学研究的意义，指出轮胎力学特性对汽车操纵稳定性、制动安全性、行驶平顺性的重要性，并概述了国内外轮胎力学研究状况。接着，论文详细论述了轮胎的受力及运动状态，包括轮胎坐标系、侧偏力与侧偏角的关系、侧偏力和回正力矩的发生机理，以及轮胎的运动状态。此外，论文还探讨了影响轮胎动力学特性的因素，如轮胎结构、工作条件、行驶速度和路面状况等，并介绍了轮胎力学特性的试验方法。 论文重点研究了人工神经网络（ANN）理论在轮胎力学特性建模中的应用。作者采用BP神经网络对汽车轮胎的力学特性进行建模分析，通过与“魔术公式”建立的轮胎力学模型进行比较，验证了神经网络模型的实用性和预测精度。研究中使用了MATLAB软件的神经网络工具箱，建立了纯工况和联合工况下的轮胎力学神经网络模型，并将模型预测值与试验实测值进行比较，结果表明神经网络模型具有较高的预测精度和工程应用价值。 论文最后总结了轮胎动力学特性研究的现状，并对未来的研究方向进行了展望，指出非稳态轮胎模型的研究仍不完善，需要进一步考虑轮胎工作条件以及材料、结构、尺寸和花纹等因素的影响。作者在研究生期间发表了多篇相关论文，并在致谢部分对导师和同行表示了感谢。