15395

13795

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1398

هشت، 95ص. : مصور، جدول، نمودار

محسن اصفهانيان

محمد سيلاني، رضا جعفري ندوشن

مهران مرادي غريبوند، پيمان مصدق

1398/10/23

كتابنامه

مهندسي مكانيك

مهندسي مكانيك

1398/10/24

2592739

چكيده عمدهي نيروهاي محرك و مقاوم بر حركت خودرو كه ترمزگيري شتابگيري و چرخش آن را ميسر ميسازند در محل تماس تايرها با جاده ايجاد ميشوند تايرها داراي ساختمان پيچيده و مركب از اجزاي گوناگون هستند ويژگيهاي هندسي و مكانيكي اين سازه بر مشخصههاي نيروها و گشتاورهاي ايجاد شده در محل تماس تاير و جاده اثر ميگذارد و بهدنبال آن ويژگيهاي رفتاري خودرو مانند مشخصههاي ترمزگيري شتابگيري و گوشهگيري تحت تأثير قرار ميگيرد در اين زمينه بهداليل مختلفي از جمله هزينههاي زياد و نياز به تجهيزات پيشرفته براي آزمونهاي عملي شبيهسازي بهكمك رايانه مورد توجه است در اين پروژه تأثير برخي ويژگيهاي هندسي و مكانيكي اجزاي ساختمان يك تاير سواري بر مشخصههاي نيرو گشتاور رفتار تاير و بهدنبال آن برروي عملكرد ديناميكي يك خودروي سواري بررسي شدهاست مطالعهي حساسيت رفتار تاير به تغيير ويژگيهاي هندسي و مكانيكي اجزاي سازندهي آن بهروش اجزاي محدود و بهكمك نرمافزار آباكوس انجام شدهاست براي اين منظور ابتدا دو ويژگي پهناي ريم و ارتفاع ديواره براي تاير با پهناي 185 mm با قيد ثابت ماندن قطر خارجي چرخ مورد بررسي قرار گرفتهاست و بهاين ترتيب مدل اجزاي محدود 8 تاير مختلف كه تنها از نظر پهناي ريم و ارتفاع ديواره متمايز هستند تهيه شده و با شبيهسازي آزمونهاي سفتيسنجي و غلتش لغزش رفتار اين تايرها با يكديگر مقايسه شدهاست در ادامه حساسيت رفتار يكي از ساختارها به تغيير سفتي الياف تقويتكننده تغيير نسبت مساحت مقطع الياف به فاصلهي آنها از يكديگر و تغيير ضخامت جز الستيكي بررسي شدهاست با اعمال اين تغييرات هم در اجزاي مربوطبه ناحيهي كمري محيطي و هم در اجزاي مربوطبه ناحيهي ديواره امكان بررسي و نتيجهگيري جامع و تفكيكپذير فراهم شده كه ثمرهي آن ارائهي يك ساختار اصالحشده براي تاير بوده و نشان داده شدهاست كه ساختار پيشنهادي از نظر همهي جنبههاي رفتاري تاير طولي پ ايا جانبي پايا طولي گذرا و جانبي گذرا نسبتبه ساختار اوليه برتري دارد براي بررسي تأثير مشخصههاي تاير بر عملكرد ديناميكي خودرو چند آزمون جادهاي برروي مدل ديناميكي يك خودروي كامل بهازاي چهار تاير مختلف كه يكي از آنها همان ساختار اصالحشدهي پيشنهادي بوده بهكمك نرمافزار كارسيم شبيهسازي شدهاست در هر آزمون حداقل يكي از پارامترهاي مرتبط با بحث ارزيابي عملكرد ديناميكي خودرو نظير طول خط ترمز شيب كمفرماني گشتاور فرمان زاويهي لغزش جانبي ميزان انحراف جانبي و سنجيده شدهاست مدل خودروي مورد استفاده يكي از مثالهاي نرمافزار كارسيم است كه براي همهي زيرسيستمهاي آن بهجز تايرها همان مقادير پيشفرض نرمافزار استفاده شدهاست براي تايرها مدل 2 5 pacejka بهكار رفته است مقدار عددي ضرايب اين مدل تاير با برازش منحني نيروها و گشتاورهاي تاير حاصل از شبيهسازي اجزاي محدود آزمونهاي سفتيسنجي و غلتش لغزش بهدست آمدهاست نتايج شبيهسازي آزمونهاي جادهاي عالوهبر اينكه اطالعات مفيدي درخصوص تأثير پهناي ريم و ارتفاع ديوارهي تاير با پهناي 185 mm بر رفتار خودرو بهدست داده نشان دادهاست رفتار خودرو بهازاي ساختار تاير پيشنهادي نسبتبه تاير اوليه مطلوبتر است كلمات كليدي خودرو رفتار تاير مدل اجزاي محدود تاير نرمافزار كارسيم مدل 2 5 pacejka

Study on the Effect of Changing Tire Characteristics on Vehicle Dynamic Performance Improvement Seyed Shahab Vaseli Esfahani shahabvaseli@gmail com Date of Submission 2019 12 30 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language PersianSupervisor Dr Mohsen Esfahanian mesf1964@cc iut ac irAbstractMost of driving and resistant forces that enable braking acceleration and cornering of a vehicle are createdat the tire s contact zone with the road Tires have complex structure and are composed of variouscomponents The geometrical and mechanical properties of the structure affect the characteristics of the forcesand torques created at the contact zone and consequently the vehicle s behavioral specifications such asbraking acceleration and cornering characteristics are affected Because of requiring advanced equipmentand high costs of practical tests computer aided simulation has received attention In this study the effect of some geometrical and mechanical properties of a tire s structural components onits forces and moments characteristics and subsequently on vehicle dynamics performance is investigated The study of the sensitivity of tire behavior to changing the geometrical and mechanical properties of itscomponents has been carried out using finite element method with the help of Abaqus For this purpose atfirst two features of rim width and sidewall height for some tires that are 185mm wide with the constraint ofouter diameter remaining constant are being investigated Thus the finite element models of 8 different tiresthat are only distinguished in terms of rim width and sidewall height have been created and the behavior ofthese tires has been compared by simulations of stiffness tests and rolling slip tests Next sensitivity of thebehavior of one of the structures to the change of stiffness of the reinforcing fibers the ratio of the fiber cross sectional area to their distances and the thickness of the rubber component is investigated By applying thesechanges to both the circumferential belt and sidewall components it has been possible to carry out acomprehensive and separable investigation the result of which is suggesting a modified tire structure andshowing that the proposed structure all tire behavioral aspects steady state longitudinal steady state lateral transient longitudinal and transient lateral are superior to the original structure To investigate the effect of tire characteristics on vehicle dynamic performance several road tests on a fullvehicle for four different tires one of which was the same modified structure were simulated in CarSim Ineach test at least one of the parameters associated with the discussion of vehicle dynamic performanceevaluation such as brake distance understeering gradient steering effort vehicle slip angle lateral deviationfrom target path etc is measured The vehicle model used is one of the instant vehicle models from CarSim It uses the same default values for all vehicle subsystems except for the tires For tires pacejka 5 2 tire modelis used Numerical values of the coefficients of this tire model are calculated by fitting the curves of the tireforces and moments obtained by finite element simulation of required stiffness and rolling slip tests Simulation results of the road tests in addition to providing useful information about the effects of rim widthand sidewall height of 185mm wide tire on vehicle behavior have shown that the vehicle behavior is moredesirable with the proposed tire structure than with the early tire structures Keywords Automobile Tire Behavior Finite Element Tire Model CarSim Pacejka 5 2 Tire Model

محسن اصفهانيان

محمد سيلاني، رضا جعفري ندوشن

مهران مرادي غريبوند، پيمان مصدق