تخمين نيروي عمودي وارد بر تاير با استفاده از سنسور شتاب سنج در حركت سرپيچ

كارشناسي ارشد

نيروهاي به وجود آمده¬ي بين تاير و جاده به‌عنوان پارامترهاي مهمي در طراحي سيستم‌هاي كنترلي تركشن، ترمز گيري و پايداري خودرو محسوب مي‌شوند و به‌صورت غير مستقيم از روابط ديناميكي حاكم بر خودرو محاسبه مي‌شوند. امروزه تايرهاي هوشمند (تايرهاي با سنسور و داراي ظرفيت محاسبات ديجيتالي) اين امكان را فراهم كرده‌اند كه نيروهاي در تماس بين تاير و جاده را بتوان به روش مستقيم محاسبه كرد. آگاهي داشتن از نيروي عمودي وارد بر تاير به منظور بحث ايمني و حفظ تعادل خودرو در حركت سرپيچ از اهميت بسيار بالايي برخوردار است. در اين پايان نامه هدف تخمين نيروي عمودي وارد بر تاير در حركت سرپيچ با استفاده از تاير هوشمند است. بدليل داشتن مزايايي از جمله مقرون به صرفه بودن در مصرف انرژي، هزينه و كوچك بودن از لحاظ ابعاد نسبت به سنسورهاي كرنش سنج، در اين پايان نامه از يك سنسور شتاب سنج استفاده مي شود. سنسور شتاب سنج در قسمت آستر داخلي تاير روي ناحيه ي مركز تماس بين تاير و جاده قرار داده شد بدين منظور كه بتوان درك بهتري از پديده هايي كه بين تاير و جاده اتفاق مي افتد پيدا كرد. به دليل تأثيري كه تغييرات نيروي عمودي بر جابجايي جانبي منجيد تاير دارد لذا از جابجايي جانبي منجيد تاير به‌عنوان پارامتري براي تخمين نيروي عمودي در حركت سرپيچ استفاده شده است. با توجه به اهميت مدل‌سازي‌هاي كامپيوتري، از مدل المان محدود تاير راديال سواري 175/80R14 استفاده‌ شده است. به اين‌گونه كه ابتدا شتاب جانبي منجيد تاير در حركت سرِ پيچ گرفته مي‌شود، سپس با دو بار انتگرال‌گيري از شتاب جانبي، جابجايي جانبي منجيد تاير به دست مي‌آيد. تأثير پارامترهايي چون فشار، سرعت، نيروي عمودي، زاويه‌ي لغزش، نيروي جانبي و ضريب اصطكاك بر روي جابجايي جانبي منجيد تاير بررسي مي‌شود و سپس به تخمين زاويه‌ي لغزش، نيروي جانبي و ضريب اصطكاك پرداخته مي‌شود. در اين پژوهش، فلوچارت يك الگوريتم جامع براي تخمين نيروي عمودي وارد بر تاير در حركت سرِ پيچ ارائه شده است. تخمين زاويه‌ي لغزش و نيروي جانبي در محدوده‌ي 0/1 تا 5 درجه براي50 نقطه در سرعت‌ها، فشارها، نيروهاي عمودي و ضرايب اصطكاك متفاوت و تخمين ضريب اصطكاك براي محدوده‌ي 0/3 تا 1 در سرعت‌ها، فشارها، نيروهاي عمودي و زواياي لغزش متفاوت صورت گرفته است. در نهايت با استفاده از مدل براش در حركت سرِ پيچ به تخمين نيروي عمودي وارد بر تاير نيز پرداخته مي‌شود. تخمين نيروي عمودي در بازه‌ي KN 2/79 تا KN 3/47 براي 5 نقطه انجام شده است كه در اين باره تخمين به‌صورت بسيار دقيق صورت مي‌گيرد. هم‌چنين، اين الگوريتم مي‌تواند به كمك داده‌هاي موجود، برون‌يابي نيز انجام دهد و تخمين‌هاي خوبي هم در خارج اين بازه به‌صورت دقيق صورت دهد، كه برون‌يابي براي 5 نقطه نيز در بازه‌يKN 3/64 تا KN 4/32 انجام شده است كه بيشترين ميزان انحراف براي 10 نيروي عمودي تخمين زده شده با نتايج حاصل از نرم افزار آباكوس 0/17 درصد و كمترين ميزان انحراف 0/049 درصد است. صحه‌گذاري نتايج به‌دست‌آمده با نتايج حاصل از نرم‌ افزار آباكوس، نشان‌ دهنده‌ي درست بودن روش پيشنهادي است.

194105

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي سيستم‌هاي ديناميكي خوردو

دكتر سلمان ابراهيمي نژاد - دكتر بهروز مشهدي