带复杂花纹的子午线轮胎建模方法及其稳态滚动的有限元分析

以子午线轮胎11R22.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料非线性以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,并考虑复杂胎面花纹,利用ABAQUS软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况、稳态滚动工况和侧偏工况的模拟,并将分析结果与光面轮胎进行了对比。结果表明,胎面花纹对轮胎滚动模拟结果有一定的影响,从而为轮胎设计提供参考。     

带复杂花纹子午线轮胎稳态滚动的有限元分析及沟裂问题探讨

以子午线轮胎215/75R17.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料非线性以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,并考虑复杂胎面花纹,利用Abaqus软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况和稳态滚动工况的模拟,同时将分析结果与仅带纵向沟槽的轮胎进行了对比,并对轮胎沟裂问题进行了探讨。     

轮胎骨架材料带束层的有限元分析

使用ABAQUS有限元分析软件,考虑了轮胎材料的非线性、接触非线性及轮胎结构非线性等因素,建立了195/65R15半钢子午线轮胎三维有限元分析模型。探讨充气工况和静负载工况下轮胎及轮胎骨架材料带束层受力变形的情况,并对带束层不同部位帘线的受力及胎肩部位变形情况进行了分析。结果表明,带束层帘线径向受力分布与轮胎接地区域应力分布相似,按照中心轴线对称分布,最大值出现在胎肩位置,约为142N;通过带束层帘线在胎肩部位变形分析可知,帘线在胎肩部位最大周向变形量约为16mm。     

子午线轮胎稳态滚动的有限元分析

以子午线轮胎11.00R20为例,考虑轮胎变形的几何非线性,以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,建立子午线轮胎稳态滚动的有限元分析模型。对轮胎进行了静负荷工况以及稳态滚动工况下的受力分析、接地特性分析等。并提取了轮胎的滚动半径。研究结果有利于了解轮胎的力学特性,以便进一步优化轮胎结构,提高轮胎性能。     

基于Adina的三维滚动轮胎的非线性力学场分析

基于Adina有限元分析软件,考虑轮胎的材料非线性、几何非线性和接触非线性等复杂的力学特点,建立205/75R15轿车子午线轮胎的三维轴对称有限元分析模型,分析轮胎在离心力作用下的应力/应变场、接触及变形情况.结果表明,滚动轮胎在Y方向的最大位移出现在胎面中部;最大第1主应力出现在钢丝圈与胎体过渡的帘布层处;接地摩擦应力主要集中在胎面处.     

全钢子午线轮胎花纹与地面的接触特性研究

以12R225轮胎为研究对象,建立全花纹全钢子午线轮胎与地面接触的三维非线性有限元仿真模型,研究不同负荷、充气压力和工况下轮胎的接地压力变化规律。结果表明：花纹接地压力分布仿真与实测结果吻合;随负荷增大,接地压力增大且向肩部偏移;充气压力增大;轮胎中心区域接地压力增大;启动、侧偏和转弯等复杂工况对接地压力分布影响显著。     

制动工况下不同滑移率轮胎胎面的磨耗行为研究

以185/75R14电动汽车半钢子午线轮胎为研究对象,分别建立含纵沟花纹和含复杂花纹轮胎的有限元模型。利用磨耗后处理法的数值求解策略,研究在制动工况下滑移率对轮胎胎面磨耗行为的影响。结果表明,在相同的行驶速度下,制动轮胎胎面的磨耗速率随着滑移率的增大而剧烈增大,含复杂花纹轮胎胎面出现了纵向和侧向的不均匀磨耗,其胎面的磨耗速率明显大于含纵沟花纹轮胎胎面。     

静态及滚动状态下轮胎接地印痕的有限元分析

使用ABAQUS有限元分析软件,考虑了轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂的力学特性,建立了光面和带有花纹块的185/70R14半钢子午线轮胎的两个三维有限元分析模型,通过改变气压、速度和摩擦系数等参数,得到了光面轮胎在静态接地、稳态滚动、加速刹车和侧偏工况下的接地印痕,研究了不同气压、载荷、速度和摩擦系数下接地印痕的变化;得到了带有花纹块轮胎的静态接地印痕,并考察了不同载荷下该印痕的变化。     

子午线轮胎自由旋转的非线性有限元分析

根据全钢载重子午线轮胎的实际结构,考虑了轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂的力学特性,借助机器可读目录(MARC)有限元分析软件,建立子午线轮胎的非线性有限元分析模型,分析了轮胎在充气压力和离心载荷下的各带束层应力场分布及轮胎断面的变形。     

基于有限元仿真的载重子午线轮胎降噪方法研究

通过有限元仿真分析研究载重子午线轮胎结构对振动噪声的影响。建立了轮胎有限元分析模型并对其合理性进行了试验验证;在原轮胎结构的基础上,对带束层结构和胎面花纹进行优化设计,利用声学仿真软件进行仿真分析,得到了轮胎各设计方案的振动噪声。结果表明,带束层结构和胎面花纹设计均会影响轮胎振动噪声,带束层结构和胎面花纹优化后最大降噪量分别达到3.09和3.9dB。     

轮胎花纹沟槽变形特性研究

在考虑轮胎实际沟槽结构的基础上,建立了具有细致沟槽的子午线轮胎模型。基于该模型,利用有限元分析平台进行轮胎的静态接触分析。通过仿真模拟结果,系统分析了轮胎与路面接触过程中胎面沟槽形状和尺寸的变形特性,为轮胎泵气噪声研究提供了可能。     

纵向花纹载重斜交轮胎受力分析及花纹沟底裂口改善措施

根据对载重斜交轮胎纵向花纹块的受力分析,采取改善轮胎轮廓设计、优化接地印痕形状和接地压力分布、改善花纹沟形状、减小花纹块曲折度、减小花纹深度和花纹块所占比率及合理设计花纹沟下部圆弧等措施,可以降低花纹沟底的应力集中和橡胶的应变幅度,提高胶料的耐疲劳寿命,进而改善花纹沟底裂口现象。     

花纹沟设计对轮胎花纹噪声的影响

根据轮胎花纹的发声机理,运用TNS/ODS噪声分析软件对185/55R14S-1200轿车轮胎花纹噪声的影响因素进行分析。综合模糊评判结果和M标准曲线目标函数分析表明：轮胎花纹沟与行驶方向的角度越小,噪声越低;花纹沟的宽度减小,轮胎整体花纹噪声降低;顺向花纹沟的噪声低于逆向花纹沟的噪声。     

Fluent二次开发及轮胎花纹沟泵气噪声流场分析方法

运用Abaqus对12.00R20全钢载重子午线轮胎进行纯滚动工况下的有限元分析,导出轮胎花纹块沟槽外表面节点的位置、单元和速度文件,并对计算流体力学软件Fluent进行二次开发。结合有限元数据,运用Fluent对轮胎花纹沟在纯滚动过程中产生的泵气噪声进行三维流场数值模拟,计算3种典型花纹沟的压力场,最后积分求解远场点噪声值,比较3种轮胎模型的噪声特性。计算结果与实验和理论分析的结论相符合。     

胎面花纹对轮胎性能影响的仿真研究

以ABAQUS有限元软件为平台,建立光面轮胎、周向沟槽轮胎和花纹轮胎的三维有限元模型,分析3种轮胎不同工况下的应力分布。结果表明:静负荷下3种轮胎等效应力分布基本相同,带束层端部受力最大,花纹轮胎整体应力水平最高,光面轮胎最低,但光面轮胎第1带束层应力较高;在静负荷、稳态滚动和侧偏滚动状态下,光面轮胎高应力区均在胎肩部位,而周向沟槽轮胎和花纹轮胎在静负荷和稳态滚动状态下高应力区主要分布在胎肩和胎面中心部位,侧偏滚动状态下在中心沟槽的边缘。     

子午线轮胎接地特性及侧偏特性的有限元分析

以子午线轮胎11.00R20为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料非线性以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,利用ABAQUS软件建立了轮胎与地面接触的三维有限元模型。研究了充气压力、下沉量、行驶速度,轮胎与地面的摩擦因数和侧偏角等参数对轮胎接地特性的影响。并模拟了轮胎的侧偏运动,研究了垂直负荷、充气压力和轮胎与地面的摩擦因数等参数对轮胎侧偏特性的影响。结果表明,这些参数对轮胎的接地特性和侧偏特性有一定的影响,从而为轮胎设计和应用提供参考。     

复杂胎面花纹轮胎有限元分析及实验研究*

本文以11.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,考虑了轮胎材料的物理非线性,几何大变形以及接触非线性等特点,采用Yeoh模型描述橡胶类材料的力学行为,并用Rebar嵌入式Surface单元模拟轮胎钢丝帘线,在ABAQUS软件中建立了带有复杂胎面花纹的轮胎有限元模型,并开展了相关实验验证了模型的可靠性。研究结果表明,轮胎的垂直刚度随下沉量的增大而逐渐增大,最后趋于一恒定值;轮胎接地压力分布在花纹块边缘处较大;数值预测的轮胎接地印痕形状和接地面积与实验结果吻合很好;在接地区域胎体帘线的周向受力呈现中心低边缘高的规律,然后在远离接地区逐渐减小。     

轮胎胎面花纹边界特征提取方法研究

在对轮胎花纹造型特征研究的基础上,对胎面花纹边界特征提取在逆向数字化建模中的应用方法进行研究。在空间切片分层和投影图像特征提取的基础上,提出了一种基于灰度图像区域增长的边界特征提取方法。该方法首先借鉴切片分层的思想,采用同心球与扇形混合空间分割方案以及主成分统计分析方法,将三维扫描点云投影为带有深度值的胎面花纹灰度图像,然后利用区域增长方法提取出花纹边界特征点。试验结果表明,该方法能够处理各种复杂的半钢子午线轮胎花纹,可在约50s内完成360°3D花纹的特征点提取,提取误差较小。该方法从底层解决了逆向工程技术在轮胎行业中的应用,在对诸多新型轮胎花纹测试中具有较好的精确性、高效性及广泛的自适应性,能有效地缩短开发周期并改善轮胎的综合性能。     

纤维增强胎面矿山型载重子午线轮胎的设计

通过在12.00R20矿山型全钢载重子午线轮胎的胎面表层植入1层纤维增强层和胎面胶片,设计制造出一种纤维增强胎面矿山型载重子午线轮胎。纤维增强层采用锦纶6帘线覆胶设计,帘线规格1400dtex/2,帘线与轮胎行驶方向呈45°排列。与普通矿山型载重轮胎相比,纤维增强胎面矿山型载重轮胎具有更高的抗刺扎和抗切割性能;纤维增强层有助于减小胎面生热,延长轮胎的行驶寿命。