毕业设计(论文)-基于VB的车辆轮胎动力学性能分析.doc
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1、东北大学毕业设计(论文) Abstract基于VB的车辆轮胎动力学性能分析作 者 姓 名:指 导 教 师:学 院 名 称: 机械工程及自动化学院专 业 名 称: 机械工程及自动化专业东北大学2007年6月Dynamics Performance Analysis for the tire based on VBBy:CuiPengSupervisor: Professor Zhang TianxiaNortheastern UniversityJune 2007毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:基于VB的车辆轮胎动力学性能分析基本内容:1) 研究车辆轮胎动力学关系函数2) 利用VB编
2、写关于动力学关系函数的程序3) 利用VB绘制函数曲线 1滚动阻力车速关系; 2附着系数滑动率关系; 3侧偏力侧偏角关系; 4外倾侧向力外倾角关系曲线4) 论文10000字以上毕业设计(论文)专题部分:题目: 设计或论文专题的基本内容学生接受毕业设计(论文)题目日期 第 周指导教师签字: 年月日基于VB的车辆轮胎动力学性能分析摘 要随着汽车的普及,人们对汽车的要求也越来越高,在获得良好的经济性和动力性的同时,还要求具有良好的操纵稳定性。汽车的操纵稳定性是影响汽车主动安全性的重要性能之一,因此,如何研究和评价汽车的操纵稳定性,以获得良好的汽车主动安全性能一直是关于汽车研究的一个重要课题。而轮胎则是
3、汽车的重要部件之一,它直接与路面接触,和汽车悬挂共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击,保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性;保证车轮和路面有良好的附着性,提高汽车的牵引性、制动性和通过性;承受着汽车的重量,轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。关于车辆运动特性的动力学研究始于90年代上半期,主要研究了转向特性。另外在五十年代,以有关飞机操纵稳定性的论述作为参考,开始进行了车辆运动模型化的尝试。其后进行了许多为了提高车辆运动性能的设计方法的研究,研究清楚了悬架系统,轮胎系统,转向系统,车身系统和制动系统等等各方面的影响。本次设计的目的是通过Visual Basic完成对车辆动力学性能在不
4、同的工况下(重点在轮胎动力学方面),输入相关的参数时的编程。同时设计中所述的软件开发方法和设计思路,对计算机辅助的研究和开发工作具有一定应用价值VB (Visual Basic 的简称) 是微软公司推出的一套在Windows 环境下进行程序设计的软件。它与以往的Basic 的许多概念相同, 但其最主要的就是建立在事件驱动程序设计模型之上的机制, 并且提供了一种面向对象的语言和一组易于使用的调试工具, 使得操作界面更人性化, 编程更加容易。本课题主要是对轮胎动力学的相关参数包括滚动阻力、切向力与附着性能、侧偏特性、滑水特性这几个方面做研究。将其函数关系式编程,并且绘制几个相关的函数特性曲线,起到
5、更直观的了解其参数之间的变化特性。关键词:车辆,轮胎,动力学,VBDynamics Performance Analysis for the tire based on VBAbstractWith the popularization of automobile, the demand of person to the automobile has also become higher and higher: the good operation stability is also demanded while the good economy and drive is obtained.
6、The operation stability of automobile is one of the important factors that affect the active safety performance, therefore, in order to obtain the well active safety performance, the research and appraisement of the operation stability of automobile has been a important topic on automobile at all ti
7、mes.The tire is one of important component of automobile. It get in touch with the road surface directly and mitigate the impingement with the suspension system together, in order to guarantee comfortableness and smooth finely in the running, to ensure the cohesion between the wheel and the road fin
8、ely, to improve the performance of traction and breaking. Because of bearing the weight of automobile, the tire is attached importance to more and more.Since the 90s, the dynamics research of vehicles has started, when the main research is the characteristic of veer. Moreover, refer to the operation
9、 stability of aircraft, the attempt of vehicles movement model has started. Afterward, many research has been done in order to improve the vehicle dynamic performance, the influences of the suspension system, tires system, steering system, body system, breaking system and so on have been found.The p
10、urpose of this design is programming through Visual Basic when we import the relevant parameters of the vehicle dynamics performance in different conditions, mainly focused on tire dynamics. While the way of software exploitation and the method of design thought have the applied value to assistant r
11、esearch of computer.VB (the abbreviation of Visual Basic) is a programmed designed software, which empoldered by Microsoft Corporation on the Windows flat. It is the same with many former concepts of Basic, but it is established above the event driver design model mechanism which is the most importa
12、nt concepts, and it provide a language facing to object and a debugged tool used easily,It makes operation flat more humanism and the design of program easier.This paper research mainly the parameters of tires dynamics includes rolling resistance, tangential force, adhesion properties, cornering pro
13、perties. Through programmed to the functions and drawing the pertinent characteristic curve, it is more visual to know the variational characteristic of the parameters.Keywords: vehicles, tires, dynamics, VB - VIII -东北大学毕业设计(论文) 目 录目 录毕业设计(论文)任务书V摘 要VIAbstractVII第1章 绪 论11.1 车辆轮胎11.1.1 车辆轮胎的发展背景11.1.
14、2汽车轮胎在汽车整车中的重要作用21.1.3 研究轮胎动力学的意义21.2 VB简介31.2.1 VB的发展31.2.2 VB的主要特色3第2章 轮胎动力学理论72.1 简介72.2 轮胎的结构72.3 滚动阻力92.3.1轮胎滚动阻力的产生机理92.3.2轮胎滚动阻力的影响因素122.3.3轮胎滚动阻力系数的经验计算142.4 轮胎切向力与附着性能152.4.1 滑动率152.4.2 附着系数162.4.3 影响附着系数的因素182.5 轮胎的侧偏特性192.5.1侧偏角与侧偏力192.5.2 影响轮胎侧偏特性的主要因素212.5.3 侧倾角与外倾侧向力252.5.4 驱动、制动时的侧偏特性
15、272.6 轮胎在湿路面上的性能27第3章 基于VB的轮胎动力学性能分析313.1 主窗口的制作313.1.1 窗体的制作313.1.2 主窗体代码的编写323.2 滚动阻力子窗体323.2.1 窗体的设计323.2.2 子窗体程序代码的编写343.3 滑动率、侧偏特性、湿路面特性子窗体393.3.1 窗体的设计393.3.1 程序编码403.4滚动阻力车速403.4.1 窗体的设计制作403.4.2 程序代码413.5附着系数滑动率493.5.1窗体的设计制作493.5.2程序代码493.6 侧偏力侧偏角503.6.1窗体的设计制作503.6.2 编码及运行后的结轮503.7 外倾侧向力外倾
16、角513.7.1窗体的设计制作513.7.2结论分析51第4章 结束语53参考文献55致 谢57附 录59- 74 -东北大学毕业设计(论文) 第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 车辆轮胎1.1.1 车辆轮胎的发展背景轮胎是汽车的重要部件之一,它直接与路面接触,和汽车悬架共同来缓汽车行驶时所受到的冲击,保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性;保证车轮和路面有良好的附着性,提高汽车的牵引性、制动性和通过性;承受着汽车的重量,轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。很早前轮胎是用木头、铁等材料制成,第一个空心轮子是1845年英国人罗伯特汤姆逊发明的,他提出用压缩空气充入弹性囊,以缓和运动时
17、的振动与冲击。尽管当时的轮胎是用皮革和涂胶帆布制成,然而这种轮胎已经显示出滚动阻力小的优点。根据这一原理,1888年约翰邓录普制成了橡胶空心轮胎,随后托马斯又制造了带有气门开关的橡胶空心轮胎,可惜的是因为内层没有帆布,而不能保持一定的断面形状和断面宽。1895 随着 的出现,充气轮胎得到广泛的发展,首批汽车轮胎样品是1895年在法国出现的,这是由平纹帆布制成的单管式轮胎,虽有胎面胶而无花纹。直到1908年至1912年间,轮胎才有了显著的变化,即胎面胶上有了提高使用性能的花纹,从而开拓了轮胎胎面花纹的历史,并增加了轮胎的断面宽度,允许采用较低的内压,以保证获得较好的缓冲性能。1892年英国的伯利
18、密尔发明了帘布,1910年用于生产,这一成就除改进了轮胎质量,扩大了轮胎品种外,还使外胎具备了模制的可能性。随着对轮胎质量要求的提高,帘布质量也得到改进,棉帘布由人造丝代替,50年代末人造丝又被强力性能更好、耐热性能更高的尼龙、聚酯帘线所代替,而且钢丝帘线随着子午线轮胎的发展,具有很强的竞争力。1904年马特创造了炭黑补强橡胶,大规模用于补强胎面胶是在轮胎采用帘布之后,因为在这之前,帆布比胎面在轮胎使用中损坏得还要快,炭黑在胶料中的用量增长很快,30年代每100份生胶中使用的炭黑也不过20份左右,这时主要在胎面上采用炭黑,胎体不用,现在已达50份以上。胎面中掺用炭黑以前,轮胎大约只行驶6000
19、km就磨光了,掺用炭黑后,轮胎的行驶里程很快就得到显著的提高1。1913-1926年,因发明了帘线和炭黑轮胎技术,为轮胎工业发展奠定了基础。轮胎外缘的标准化,制造工艺的逐渐完善,生产速度比以前提高了,轮胎的产量与日俱增。随着汽车工业的发展,轮胎技术一直不断地改进与提高,如20年代初至30年代中期轿车胎由低压轮胎过渡到超低压轮胎;40年代开始轮胎逐步向宽轮辋过渡;40年代末无内胎轮胎的出现;50年代末低断面轮胎问世等等。随着科技技术的不断进步和材料技术的日新月异,汽车轮胎的发展也有了新的发展趋势,越来越多的环保轮胎和高性能轮胎面市,汽车轮胎随着汽车的发展而不断的改进和创新。1.1.2汽车轮胎在汽
20、车整车中的重要作用(1)承受载荷汽车的自重,还是乘人或载物,其重量都要通过车体传到轮胎。(2)产生驱动力与制动力因为轮胎是汽车上唯一与路面接触的部位,因此,不论是汽车的起动、行驶、还是制动、停车都要通过轮胎与路面“沟通”,并通过轮胎来完成 汽车或汽车驾驶人员的意愿。(3)缓冲和吸震未经铺设的路面,大多是凸凹不平的石子路,路面上会有很多碎石或坑、包,即使是铺设的路面,也经常有一些障碍物,影响汽车的正常行驶。在这种情况下,轮胎就会发挥它的卓越的缓冲和吸震功能,使汽车能在较为舒适的情况下前行。(4)改变汽车行驶方向汽车不论是转向还是掉头都需要由汽车的轮胎来完成,它经常要按照驾驶员的意愿来改变汽车行驶
21、的方向。 1.1.3 研究轮胎动力学的意义因为轮胎具有上述四大作用,因此,汽车才能在凸凹不平的路面上安全、自由、迅速、舒适地行驶;也正因它具有上述四大作用,所以,轮胎在整个汽车的零部件中才显得十分地重要。根据全国交通事故管理中心资料显示,去年全国发生事故70万起,死亡55多万,伤亡26多万。在高速公路发生的事故里70%是由于汽车轮胎故障引起的,其中40%是汽车轮胎爆胎引起的。因此,可见轮胎的安全正常运行对人们的出行是具有很大意义的。实际上我们完全可以用一句话来概括轮胎的作用和重要性:当一个人坐到了汽车里面以后,那么,这个人实际上就完全交给了汽车,而汽车在行驶当中,实际上就全部交给了四个轮胎。轮
22、胎一旦出现问题,不论是车辆还是车上的人,都会受到巨大的危险。所以,每一个驾驶员都应该十分在意自己的轮胎。因此,轮胎对车辆行驶的安全性尤为重要,研究车辆轮胎动力学特性是确保车辆在行驶时安全的一个关键因素。1.2 VB简介1.2.1 VB的发展Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的基于Windows环境的计算机程序设计语言,它继承了Basic语言简单易学的优点,又增加了许多新的功能。它采用面向对象与事件驱动的程序设计思想,使编程变得更加方便、快捷13。使用Visual Basic既可以开发个人或小组使用的小型工具,又可以开发多媒体软件、数据库应用程序、网络应用程序等大型软件,
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