黄海波 余旭东 叶方杰

摘要： 建立了充分考虑带束层宽度和厚度及侧向正应变和切、侧向预应力的轮胎三维等效圆柱薄壳模型，提出了一组适合不同频段的轮胎带束层切向、径向和横向振动的位移函数。该模型不仅能够准确计算中低频（0-300 Hz）的轮胎面内、外振动固有频率，还能够预测带束层截面方向发生的中、高频弯曲振动（300-500 Hz）。通过瑞利-里兹法求解低频振动并简化计算过程，通过模态展开法求解中高频弯曲振动。使用锤击法试验验证了模型的准确性。

关键词： 横向弯曲振动; 轮胎; 薄壁圆柱壳模型; 位移公式;中高频段

中图分类号： U461.1; TB123; U463.341 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2020）04-0709-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.04.008

引 言

轮胎振动特性作为影响整车舒适性、操纵稳定性及噪声的重要影响因素[1]，一直受到学者和工程师的重点关注。在轮胎振动特性中，轮胎结构振动主要集中在0-500 Hz[2-3]，在中低频区域（0-300 Hz），轮胎的振动模式相对简单，在带束层横截面方向保持近乎刚体的平移和摆动，主要影响车辆的结构振动;在中高频区域（300-500 Hz），轮胎带束层在横向截面上会发生弯曲振动，使振型变得更为复杂[4]，将主要影响车辆的噪声[5]。由于轮胎结构的复杂性，目前的理论模型还较难以完整预测轮胎在0-500 Hz频段上的振动特性。有限元模型虽然能够预测轮胎低、中、高频的振动特性[2，6]，但是时间成本高、需要辨识的轮胎参数多，具有一定的局限性。因此，建立能够在更宽频带范围内高效和准确预测轮胎振動特性的理论模型具有重要的理论意义和应用价值。……