一种静态轮胎包覆力分区线性拟合方法及装置

技术领域

本发明涉及轮胎力学特性数据处理领域，具体涉及一种静态轮胎包覆力分区线性拟合方法及装置。

背景技术

轮胎的包覆刚度特性是指在规定的胎压和垂直载荷条件下，轮胎接地处的凸起荷重与凸起位移的关系。它反映了轮胎把路面的凸起包进去的能力(即包络特性)，与轮胎的舒适性密切相关。

现有技术中通常只采集垂直载荷加载阶段下的实验数据，忽略了垂直载荷卸载阶段下的实验数据，实验数据较为单一，导致实验精度较低，不利于后续对轮胎的特征分析。

因此，如何提高测试静态轮胎包覆刚性的精度，以便于后续对轮胎特征分析，是本领域技术人员有待解决的技术问题。

发明内容

本发明公开了一种静态轮胎包覆力分区线性拟合方法用以解决现有技术中测试静态轮胎包覆刚性精度低，不便于后续对轮胎进行特征分析的技术问题，所述方法包括：

将测试轮胎装配到试验轮辋上，对测试轮胎充气到预设气压并停放至满足第一预设时长；

将测试轮胎和试验轮辋的组合体固定到试验刚性机上，并使测试轮胎与接触平台接触；

分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷，并最终达到预设最大目标负荷，其中，在每达到一个所述预设目标负荷或所述预设最大目标负荷并保持第二预设时长后，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

对测试轮胎从所述预设最大目标负荷卸载垂直力直至分别降低至各所述预设目标负荷，其中，在每降低至一个所述预设目标负荷并保持所述第二预设时长后，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；

根据至少两种预设负荷区间分别对所述试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；

根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；

其中，所述预设负荷区间的负荷小于所述预设最大目标负荷。

在本申请一些实施例中，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性，具体为：

分别对各分区的试验数据进行单独的一元线性方程拟合，设拟合公式为y＝b0+b1x，求得常数b0、b1的数值；

其中，b1为包覆刚性。

在本申请一些实施例中，所述预设负荷区间包括预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％。

在本申请一些实施例中，预设最大目标负荷包括测试轮胎的最大负荷的90％。

在本申请一些实施例中，在分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷之前，所述方法还包括：

以所述第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到预试负荷，保持第三预设时长后卸载，重复预设次数进行预试，预试完成后对测试轮胎充气到所述预设气压。

本发明还提出了一种静态轮胎包覆力分区线性拟合装置，所述装置包括：

接触平台，容纳测试轮胎并与测试轮胎接触；

加载模块，用于向测试轮胎加载垂直力，以及施加向上凸起；

定位模块，用于将测试轮胎固定在接触平台；

控制器，用于：

在接收用户发送的测试指令时，控制加载模块分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷，并最终达到预设最大目标负荷，其中，在每达到一个所述预设目标负荷或所述预设最大目标负荷并保持第二预设时长后，控制加载模块在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

控制加载模块对测试轮胎从所述预设最大目标负荷卸载垂直力直至分别降低至各所述预设目标负荷，其中，在每降低至一个所述预设目标负荷并保持所述第二预设时长后，控制加载模块在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；

根据至少两种预设负荷区间分别对所述试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；

根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；

其中，所述预设负荷区间的负荷小于所述预设最大目标负荷。

在本申请一些实施例中，控制器具体用于：

分别对各分区的试验数据进行单独的一元线性方程拟合，设拟合公式为y＝b0+b1x，求得常数b0、b1的数值；

其中，b1为包覆刚性。

在本申请一些实施例中，所述预设负荷区间包括预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％。

在本申请一些实施例中，预设最大目标负荷包括测试轮胎的最大负荷的90％。

在本申请一些实施例中，控制器还用于：

在接收到用户发送的预试指令时，控制加载模块以所述第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到预试负荷，保持第三预设时长后卸载，重复预设次数进行预试。

通过应用以上技术方案，对静态轮胎进行包覆刚性测试，获取负荷加载阶段和负荷卸载阶段的多组凸起升起的距离和凸起的负荷，以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；根据至少两种预设负荷区间分别对试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；其中，预设负荷区间的负荷小于预设最大目标负荷。从而提高了静态轮胎包覆刚性测试的精度，有利于后续对轮胎进行特征分析。

附图说明

图1示出了本发明实施例提出的一种静态轮胎包覆力分区线性拟合方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例中轮胎静态包覆刚性测试示意图；

图3示出了本发明实施例提出的一种静态轮胎包覆力分区线性拟合装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种静态轮胎包覆力分区线性拟合方法，通过对每个区间的包覆力的试验数据进行一元线性方程拟合，可将加载段和卸载段的试验数据进行高精度拟合成光滑的曲线，用以计算轮胎特征值、对标分析或用于轮胎模型辨识。具有准确性高、重复性好、效率高的特点。如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101，将测试轮胎装配到试验轮辋上，对测试轮胎充气到预设气压并停放至满足第一预设时长；

本实施例中，应当选用相近生产日期、相同批次、相同存储环境、相似使用历史以及外观质量良好的轮胎作为测试轮胎；

预设气压可以为250千帕或290千帕，本领域技术人员可随实验的要求进行调整；

第一预设时长应为24小时以上，且应当在冲入气压后在室温存放，如果轮胎在24小时以内层装配和充过气，则不需要停放，本领域技术人员可随实验要求灵活进行设置。

将轮胎安装到轮辋上时，确保轮胎与轮辋的接触面上没有损伤、缺陷和杂志：不能过度润滑，在必要时采用合适的适配器且保证转向中心位置不变。

步骤S102，将测试轮胎和试验轮辋的组合体固定到试验刚性机上，并使测试轮胎与接触平台接触。

本实施例中，试验刚性机用于对测试轮胎进行纵向刚性测试，在测试时测试轮胎与接触平台接触。接触平台可完整容纳整个轮胎接触的部分且具有足够的粗糙度，接触平台有足够的行程来满足试验要求，接触平台及其支撑结构具备足够刚性，在对轮胎施加垂直力时，接触平台不发生纵向、纵向及弯曲方面的变形。

步骤S103，分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷，并最终达到预设最大目标负荷，其中，在每达到一个所述预设目标负荷或所述预设最大目标负荷并保持第二预设时长后，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

本实施例中，预先设置多个预设目标负荷，如图2所示，分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力Fz1直至达到各预设目标负荷，并最终达到预设最大目标负荷，在每达到一个预设目标负荷或预设最大目标负荷后，保持第二预设时长，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷Fz2，凸起升起的距离为S，从而可获取负荷加载阶段与各预设目标负荷对应的多组凸起升起的距离为S和凸起负荷Fz2。

可选的，第一预设移动速度为10000N/min以内，第二预设时长为1min，第二预设移动速度为20mm/min以内。本领域技术人员可根据实际需要灵设置不同的第一预设移动速度、第二预设时长和第二预设移动速度。

为了提高测试数据的准确性，在本申请一些实施例中，在分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷之前，所述方法还包括：

以所述第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到预试负荷，保持第三预设时长后卸载，重复预设次数进行预试，预试完成后对测试轮胎充气到所述预设气压。

本实施例中，在对测试轮胎正式进行纵向刚性测试之前，先进行预设次数的预试，确定测试轮胎和试验刚性机没有问题后，对测试轮胎充气到所述预设气压进行正式测试。

可选的，预试负荷为测试轮胎的最大负荷的90％，第三预设时长可以为5s。

步骤S104，对测试轮胎从所述预设最大目标负荷卸载垂直力直至分别降低至各所述预设目标负荷，其中，在每降低至一个所述预设目标负荷并保持所述第二预设时长后，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

本实施例中，如图2所示，在完成负荷加载阶段的测试后进入负荷卸载阶段，对测试轮胎从预设最大目标负荷卸载垂直力Fz1直至分别降低至各预设目标负荷，在每降低至一个预设目标负荷，保持第二预设时长，在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷Fz2，凸起升起的距离为S，从而可获取负荷卸载阶段与各预设目标负荷对应的多组凸起升起的距离为S和凸起负荷Fz2。

步骤S105，以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；

本实施例中，根据步骤S103和步骤S104获取的多组凸起升起的距离和凸起负荷，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图。

步骤S106，根据至少两种预设负荷区间分别对所述试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；

本实施例中，预设负荷区间的负荷小于所述预设最大目标负荷，根据预设负荷区间对所述试验数据散点图的负荷加载阶段进行划分并形成多个分区，以及根据预设负荷区间对所述试验数据散点图的负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，然后根据各分区的测试数据确定各分区的包覆刚性。

为了准确的确定各分区的纵向刚性，在本申请一些实施例中，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性，具体为：

分别对各分区的试验数据进行单独的一元线性方程拟合，设拟合公式为y＝b0+b1x，求得常数b0、b1的数值；

其中，b1为包覆刚性。

需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据各分区的凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性的方式均属于本申请的保护范围。

步骤S107，根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；

本实施例中，根据各分区的包覆刚性拟合生成光滑的包覆刚性曲线。利用该包覆刚性曲线可计算轮胎特征值、对标分析或用于轮胎模型辨识。

可选的，在本申请一些实施例中，所述预设负荷区间包括预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％。

可以理解的是，试验数据散点图的负荷加载阶段的各分区是按预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％划分的，形成三个分区；试验数据散点图的负荷卸载阶段的各分区也是按预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％划分的，形成另外三个分区，因此，共形成六个分区。

可选的，在本申请一些实施例中，预设最大目标负荷包括测试轮胎的最大负荷的90％。

通过应用以上技术方案，对静态轮胎进行包覆刚性测试，获取负荷加载阶段和负荷卸载阶段的多组凸起升起的距离和凸起的负荷，以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；根据至少两种预设负荷区间分别对试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；其中，预设负荷区间的负荷小于预设最大目标负荷。从而提高了静态轮胎包覆刚性测试的精度，有利于后续对轮胎进行特征分析。

本申请实施例还提出了一种静态轮胎包覆力分区线性拟合装置，如图3所示，所述装置包括：

接触平台10，容纳测试轮胎并与测试轮胎接触；

加载模块20，用于向测试轮胎加载垂直力，以及施加向上凸起；

定位模块30，用于将测试轮胎固定在接触平台；

控制器40，用于：

在接收用户发送的测试指令时，控制加载模块20分别以第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到各预设目标负荷，并最终达到预设最大目标负荷，其中，在每达到一个所述预设目标负荷或所述预设最大目标负荷并保持第二预设时长后，控制加载模块20在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

控制加载模块20对测试轮胎从所述预设最大目标负荷卸载垂直力直至分别降低至各所述预设目标负荷，其中，在每降低至一个所述预设目标负荷并保持所述第二预设时长后，控制加载模块20在测试轮胎与试验刚性机接触处以第二预设移动速度施加向上凸起直至达到预设凸起负荷；

以凸起升起的距离为横坐标，以凸起的负荷为纵坐标绘制凸起负荷和凸起位移的试验数据散点图；

根据至少两种预设负荷区间分别对所述试验数据散点图的负荷加载阶段和负荷卸载阶段进行划分并形成多个分区，根据各分区凸起升起的距离和凸起负荷确定各分区的包覆刚性；

根据各分区的包覆刚性拟合生成包覆刚性曲线；

其中，所述预设负荷区间的负荷小于所述预设最大目标负荷。

在本申请具体的应用场景中，控制器40具体用于：

分别对各分区的试验数据进行单独的一元线性方程拟合，设拟合公式为y＝b0+b1x，求得常数b0、b1的数值；

其中，b1为包覆刚性。

在本申请具体的应用场景中，所述预设负荷区间包括预设最大目标负荷的0％－30％、30％－60％和60％－90％。

在本申请具体的应用场景中，预设最大目标负荷包括测试轮胎的最大负荷的90％。

在本申请具体的应用场景中，控制器40还用于：

在接收到用户发送的预试指令时，控制加载模块20以所述第一预设移动速度对测试轮胎加载垂直力直至达到预试负荷，保持第三预设时长后卸载，重复预设次数进行预试。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。