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轮胎是一种复合材料的橡胶结构体,汽车的驾驶性能很大程度上取决于轮胎的力学特性和结构特性。轮胎振动分析是轮胎制造业和汽车制造业普遍关注的热点问题,轮胎动特性参数的研究对车辆减振、降躁、改善车辆运动特性具有重要意义。本文提出了一种改进轮胎柔性环模型,并对不同动力学条件下的轮胎模态频率进行了预测分析。本文对子午线轮胎进行了径向激励-响应的试验模态分析,准确提取了径向轮胎模态频率、模态振型和阻尼比。分别对空载状态和受载状态下的轮胎进行了测试,提取了低阶模态参数,为轮胎建模提供了可靠依据。提出了一种优化的柔性环轮胎模型,模型结构参数包括轮胎几何参数、模型中径向、切向弹簧刚度系数。将轮胎模态试验获得低阶频率做为已知条件,解算模态频率方程以求取弹簧刚度系数,通过固有频率试验与与模态频率解析值对比,验证了弹簧刚度系数求解的正确性。研究了橡胶粘弹性与超弹性两种力学特性的试验方法,准确提取了力学特性实验数据。在分析橡胶超弹、粘弹性力学特性本构模型的理论基础上,利用ABAQUS拟合了超弹性、粘弹性试验曲线并获得了橡胶力学特性本构模型参数。得到了超弹Yeoh模型C10、C20、C30以及粘弹广义Maxwell模型g_i~p,?_i~p参数,为轮胎有限元模型的建立以及仿真验证奠定了础。本文采用ABAQUS有限元软件建立了改进的轮胎柔性环模型,由仿真实验求取了模型在空载和受载条件下的模态频率以及模态振型,通过与试验模态分析中获取的模态振型和频率进行对比,二者呈现出高度的一致性,由此验证了本文所建立模型的准确性。本文利用提出的改进轮胎柔性环模型,在不同动力学条件下对轮胎模态频率进行了预测分析。当胎压和速度一定时,车载载荷在1000N-5000N时,车载载荷越大各阶固有频率会逐渐变大。载荷和速度一定时,轮胎胎压变化范围在1.6Mpa-3.2Mpa时,胎压越小各阶模态频率反而越大。当胎压和载荷一定的情况下,车速从20km/h增加到120km/h,车速越大各阶固有频率反而会越小,频率在数值上和静力载荷模态越来越接近。