INVESTIGATION OF TIRE DYNAMICS INFLUENCE ON ARTICULATED FRAME STEERED VEHICLES STEERING PERFORMANCE
Author
Goosmann, Malthe
Term
4. term
Education
Publication year
2024
Submitted on
2024-05-31
Pages
31
Abstract
This thesis investigates how tire dynamics affect steering performance and hydraulic cylinder pressure in an articulated wheel loader, aiming to reduce vibrations that degrade driver comfort and control. A nonlinear dynamic tire model with a minimal set of parameters is developed and combined with the vehicle’s steering kinematics and dynamics to predict tire-induced forces and pressures in the steering system. The system is described using a Terex L310 with radial tires, with a literature review of tire structure, performance, and hysteresis. The model is implemented in MATLAB/Simulink and validated against measurement and operating data from Danfoss Power Solutions across different conditions, including a snake test. Sensitivity analysis and parameter estimation are used to optimize the model and indicate that spring and damping coefficients strongly influence accuracy. Results show the model captures low-frequency dynamics and general behavior but struggles with high-frequency oscillations and varying inertia, which are critical for predicting vibrations and comfort. Overall, the study concludes the model only partially describes the tire influence on the steering mechanism with sufficient precision, highlighting the need for more advanced modeling.
Dette speciale undersøger, hvordan dækdynamik påvirker styreydelsen og cylindertryk i en knækstyret hjullæsser med henblik på at reducere vibrationer, der forringer førerkomfort og kontrol. En ikke-lineær dynamisk dækmodel med få parametre udvikles og kombineres med køretøjets styrekinematik og -dynamik for at forudsige dækkets bidrag til kræfter og tryk i det hydrauliske styresystem. Systemet beskrives ud fra en Terex L310 med radiale dæk, og der gennemgås relevant litteratur om dækstruktur, ydeevne og hysterese. Modellen implementeres i MATLAB/Simulink og valideres mod måle- og driftsdata fra Danfoss Power Solutions under forskellige betingelser, herunder en snake-test. Følsomhedsanalyse og parameterestimering anvendes til at optimere modellen og viser, at fjeder- og dæmpningskoefficienter har stor betydning for nøjagtigheden. Resultaterne indikerer, at modellen kan beskrive lavfrekvente dynamikker og den generelle adfærd, men den har vanskeligheder med højfrekvente svingninger og ved varierende inerti, hvilket er kritisk for at forudsige vibrationer og komfort. Samlet set konkluderer projektet, at modellen kun delvist kan beskrive dækkenes påvirkning af styremekanismen med tilstrækkelig præcision, og at mere avanceret modellering er nødvendig.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]