Measurement, Analysis and Modelling of the Vibrations of a Tyre by Using a Single Embedded Accelerometer

Abstract

Tyre vibration measurements and analysis for static and rolling tyres have been conventionally performed using complex sensor configurations. In this thesis, methodology for performing similar measurements and analysis using a single accelerometer system is presented.

An accelerometer was attached to the inner side of the tyre treadband and the tyre was excited with a hammer or a cleat in the static and rolling cases respectively. Using data from multiple measurements, complete records of treadband accelerations were reconstructed, sets of tyre modes identified and a flexible ring tyre model parametrised.

The results from the static cases provided good agreement with the theory, while the rolling cases were difficult to validate despite high measurement resolution and approximate agreement with the tyre model.

Rengasvärähtelyn mittaamiseen ja analyysiin liikkumattomasta ja erityisesti vierivästä renkaasta on tavallisesti käytetty monimutkaisia useamman sensorin mittausjärjestelyjä. Tässä diplomityössä esitellään menetelmiä vastaavien mittausten tekemiseen käyttäen vain yhtä kiihtyvyysanturia.

Värähtelyitä mitattiin renkaan sisäpintaan kiinnitetyllä kiihtyvyysanturilla, ja rengasta herätettiin joko vasaran tai dynamometrin rumpuun kiinnitettävän esteen avulla. Toistokokeiden mittausarvoista onnistuttiin työssä koostamaan koko renkaan vyön kiihtyvyysarvot, tunnistamaan renkaan moodit ja parametroimaan flexible ring -rengasmalli.

Liikkumattomaan renkaaseen liittyvien mittauksien tulokset sopivat hyvin yhteen teorian kanssa, mutta vierivän renkaan mittaustuloksien varmentaminen oli haastavaa huolimatta mittausten korkeasta resoluutiosta ja yhteensopivuudesta parametroidun mallin kanssa.