轮胎与地面摩擦的深度探索：滚动与滑动之间的微妙变化

**总结内容**：文章通过Abaqus软件对轮胎的滚动计算，揭示了轮胎与地面之间在不同状态下的摩擦属性。在完全制动时，轮胎与地面为滑动摩擦；自由滚动时，则为静摩擦。完全驱动时同样为滑动摩擦。除这三种典型状态外，还存在静摩擦点与动摩擦点共存的复杂状态。轮胎的角速度变化会引起其变形，进而影响接触面的压力和摩擦力，呈现滚动到滑动的缓慢过渡。此外，侧向滑动也与轮胎的转速紧密相关。以上内容基于轮胎与地面间摩擦的详细分析，揭示了不同状态下的摩擦特点及影响因素。

本文通过abaqus对轮胎的滚动计算，得到关于轮胎-地面摩擦面的一些属性。

1.如下图所示，轮胎在地面上典型的运动分为三种：完全制动、自由滚动和完全驱动。

完全制动时，轮胎的旋转速度跟不上车速，轮胎处于完全滑动状态，接触面上均为向后的滑动摩擦力。

自由滚动时，轮胎的旋转速度和车速匹配，轮胎处于完全滚动状态，接触面上为方向各异的静摩擦力。

完全驱动时，轮胎的旋转速度超前于车速，轮胎处于完全滑动状态，接触面上均为向前的滑动摩擦力。

2.下图为角速度从8rad/s增加到10rad/s的过程中，接触面的接触角分布(假定动摩擦系数为1)。可以看到除了以上三种状态外，还存在一种运动状态，接触面上同时存在静摩擦点(摩擦角小于1)和动摩擦点(摩擦角等于1)。

3.下图为滚动阻力和轮胎角速度的关系，轮胎-地面接触和一般的刚性接触不同，摩擦力从滚动到滑动缓慢过渡。因为轮胎会根据角速度发生变形，进而引起接触面变化，接触压力和摩擦力变化。

还有一些其他的性质，比如侧向滑动也和转速有关，下面给出源文件，有兴趣的可以试试。

链接:https://pan.baidu.com/s/1UZANByDjwP1KV2k_EUxEYg提取码:6cty

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