臧孟炎 陈高军 林银辉

华南理工大学，广州，510640

0 引言

当汽车高速行驶在湿滑路面时，流过轮胎胎面沟槽的积水会产生滑水压力，滑水压力的产生使轮胎的牵引效率下降，因为它减小了轮胎与路面的接触力［1］，同时也减小了轮胎与路面的附着系数，因此，合理设计汽车轮胎以提高汽车在湿滑路面上的行驶性能尤为重要［2］。

目前，对汽车湿滑路面制动距离的研究主要依赖试验［3］。一款轮胎的开发，往往需要经历从设计、试验轮胎制造以及试验检验等若干个循环过程，而且受到试验场地等条件的限制，需要耗费大量的时间和资金。

为了缩短开发周期，节约生产成本，有必要用数值仿真方法对轮胎的制动性能进行有效预测。20世纪70年代以来，有限元方法在轮胎设计过程中得到了广泛的应用，但是对轮胎制动过程的仿真却存在困难。因为轮胎的制动过程伴随着大变形和冲击，而且在湿滑路面上制动时轮胎与积水的相互作用涉及复杂的流固耦合问题，隐式有限元法难以解决。通常，轮胎在湿滑路面的制动过程长达数秒，计算时间冗长且数据累计误差使得显式有限元法也难以实时应对。为此，Cho等［4－5］提出了从根本上解决上述问题的离散化方法：将制动过程按速度离散化，通过显式有限元分析各离散速度下的制动器摩擦热损失率和轮胎与路面的摩擦能量损失率，再以制动离散分析方法近似求得制动时间和制动距离。臧孟炎等［6］使用上述离散分析方法，研究了光面轮胎在干燥路面的制动距离。……