Amesim（八）：汽车系统动力学之路面与轮胎模型

一、道路模型

（1）路面不平度函数：路面相对于基准平面的高度，沿道路走向上，长度的变化，q(I)，实测数据表明路面不平度是在频域内具有零均值，各态历经的平稳高斯随机过程，时域内是各态历经的平稳随机过程。

（2）路面不平度功率谱密度：路面不平度的平均值的空间频率分布

其中，n：空间频率， ； ：标准空间频率， = 0.1 ()，即  = 10m

如下表1为道路分级：

（3）路面模型构建

将空间频率下的功率谱密度转化为时间频率下的功率谱密度

令

在amesim中，将这些公式都简化为一个个的参数，可以直接使用，道路模型分为两块，如下图所示：amesim中可以根据自己定义设置相关的路谱，默认为平路，grid值默认为1.

如下图是road grip model，表示道路抓地力模型，用于控制地面情况。

最重要的参数是4号口的参数，默认情况下设置为1，如果想设置0.8等小于1的参数，表示该路面是只有80%的轮胎力受控，简单来说，设置为0.9可以理解为湿滑路面，0.6为湿滑路面，0.2为结冰路面。

二、轮胎模型

轮胎模型可以理解为一个数学关系，通常情况下（对轮胎模型精度要求不是特别高的情况下），直接使用魔术公式即可，数学关系如下所示：

轮胎模型分类：
（1）轮胎纵滑模型，主要预测车辆在驱动和制动工况时纵向力

（2）轮胎侧偏和侧倾模型，主要用于预测轮胎的侧向力和回正力矩

（3）轮胎垂向振动模型，主要用于高频垂向震动评价

魔术公式：

y：纵向力、侧向力或回正力矩；x：轮胎滑移率或侧偏角；B：刚度因子；C：形状因子；D：峰值因子；E：曲率因子

三、模型实例

Amesim vehicle dynamics application中打开轮胎模型

在help文档中打开模型，如下图所示：

ICAR的 tire model组成元素如下：

选择97模型后，有如下参数设置：

设置轮胎刚度：

设置轮胎的垂直载荷，侧偏刚度等：

轮胎的数表需要仔细研究，轮胎的特性在一定程度上影响车辆高速及转弯时的运动特性。

四、思考及疑问

如何添加特种车辆、高载荷、低速的轮胎配置？