基于胎路纹理耦合的轮胎振动发声研究

本文从路面纹理和轮胎花纹祸合的观点出发，阐述了路面纹理和轮胎花纹对 胎/路噪声的影响，利用商业有限元软件ANSYs和边界元软件sysNoISE对轮 胎振动声场做了数值模拟，完成了轮胎与路面垂向接触压力的数值计算，并利用 轮胎振动模型和边界元法计算声场的基本原理，建立了轮胎振动发声的数值计算 模型。本文具体研究成果总结如下: (1)利用ANsys有限元软件和sysNOIsE边界元软件，考虑了轮胎材料的 非线性，几何非线性，胎/路接触非线性，通过对轮胎振动声场的数值模拟，印 证了路面纹理与轮胎花纹的藕合对轮胎振动噪声有一定的影响; (2)通过数字灰度图像分形维数计算路面纹理和轮胎花纹的几何形貌，对路 面纹理和轮胎花纹做了空间几何离散，将路面(或轮胎)样本划分成若干个相等的 矩形单元，单元的高度用单元区域内采样点高度的均方根值表示，实现了路面纹 理与轮胎花纹的祸合; (3)基于波的叠加原理，运用泊松定理，通过对无限长窄带的格林函数作傅 里叶级数展开，空间傅氏变换，一推导出轮胎圆环的格林函数; 砰)在胎/路接触的数值模型中，将接触单元对之间的连接模拟为非线性弹 簧，考虑了小尺度粗糙度对胎/路非线性接触的影响; (5)将轮胎模拟为弹性支承的预张力薄板模型，用格林函数法求解薄板的运 动方程，结合边界元法计算声场的基本公式，建立了轮胎振动发声的数值计算模型，模型计算结果与以往的研究结果基本一致，可定性地比较不同轮胎在不同路面上行驶时，轮胎振动发声的大小。