李波，赵又群，陈月乔，李小龙，臧利国

(南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京210016)

车轮是汽车的重要组成部件，是汽车与地面接触的唯一媒介，起到支撑负荷，向地面传递制动力、驱动力和转向力，以及缓冲减振的作用。此外，车轮具有安全性、耐久性、经济性和舒适性等要求，而安全性尤为重要。由于车轮要承受来自不良路面的磕碰以及可能遭遇穿孔、爆胎等情况，严重时甚至危及乘员安全，所以为适应现代汽车工业的发展需要，弹性车轮应运而生［1-4］。在充气车轮建模领域已经有大量的研究工作［5-9］，具体类型可以分为经验模型和物理模型。经验模型主要根据轮胎实验数据，通过函数拟合或插值方法给出研究车轮特性的公式;后者则是根据车轮与路面之间的相互作用机理和力学关系建立模型，只在模拟力或力矩产生机理和过程［10-12］。在物理模型中，车轮通常被简化为具有给定的物理特性的径向排列弹性单元体。为了让模拟更加准确，还要给出这些弹性单元体在道路表面的滑动能力，以及由于相邻单元体连接或包络的胎面引起的约束。然而，国内外对弹性车轮的研究却很少，T.B.Rhyne等分析对比了充气车轮和弹性车轮的4个主要性质，认为弹性车轮在某些方面更具有优势。

本文利用刷子模型［13］建立弹性车轮在刚性路面上驱动力方程，对比分析自由滚动和驱动状态下垂向力分布函数的变化，并深入研究了弹性梁厚度和滑移率对纵向合力的影响。……