基于离散元与有限元耦合的充气轮胎沙土路面行驶性能仿真方法研究

为研究充气轮胎在沙土路面的行驶性能,提出用于模拟充气轮胎-沙土路面行驶性能的离散元与有限元耦合模型,建立205/55R16轮胎的三维有限元模型和沙土路面离散元模型,并以离散元与有限元接触算法模拟轮胎与路面之间的相互作用。依据被动滑转原理,采用基于PID控制理论的加载方式为土槽装置轮胎加载。在自主研发的越野车沙地行驶行为仿真软件ORV-SAND中实现以上功能,仿真分析两种胎面对应轮胎的总牵引力、挂钩牵引力、行驶阻力和轮辋下陷量等行驶参数,以及不同滑转率对这些参数的影响。结果表明,仿真分析与试验结果在趋势上具有较好的一致性,说明提出的充气轮胎-沙土路面离散元与有限元耦合模型及仿真方法在研究轮胎与沙土相互作用关系方面具有很大的潜力。     

双离合器自动变速器油轨的流场模拟及其润滑效果评价

运用ANSYS Fluent对双离合器自动变速器的油轨进行了相关研究。对油轨单体进行CFD模拟,并以各出口的质量流量为评价指标,获得了与试验结果基本一致的仿真分析结果。在此基础上,分析了油温变化对各出口质量流量分布的影响。最后,建立了包含油轨的变速器CFD模型,仿真分析了油轨在变速器内部复杂油气两相流下的喷油状况及飞溅油液对油轨喷出油柱的影响,验证了油轨喷油润滑系统设计的合理性。     

越野车轮胎卵石路面牵引性能有限元与离散元耦合仿真及试验验证

越野车轮与松软路面相互作用研究对提高越野车辆松软路面行驶性能有重要意义。针对有限元方法或离散元方法不能单独有效描述轮胎与松软路面相互作用的问题,基于室内单轮土槽试验,建立能表征越野车轮胎复杂力学特性和卵石路面散体介质特性的有限元轮胎-离散元卵石路面耦合模型。使用有限元仿真分析软件LS-DYNA对越野车轮胎在不同滑转率工况下卵石路面的牵引性能进行仿真实验,得到了轮胎牵引性能参数（轮胎牵引力、轮辋下陷量）以及它们随滑转率变化关系。研究表明,仿真结果与土槽试验结果的一致性良好,验证了越野车轮胎卵石路面性能评价有限元与离散元耦合模型及仿真分析方法的正确性。     

汽车儿童安全座椅碰撞性能仿真分析

针对欧洲儿童乘员约束系统法规(ECER/4),以某款汽车儿童安全座椅为研究对象,使用非线性有限元动力学分析软件LS-DYNA进行了ECER/4动态试验环境下的碰撞过程仿真分析,得到假人头部加速度、头部损伤值HIC15及胸部加速度。通过与相应法规的比较,初步证明了该款儿童安全座椅的碰撞安全性。     

基于LS-DYNA的爆胎历程轮胎刚度特性仿真研究

基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用壳单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,建立215/60R16子午线轮胎有限元模型,并以不同充气压力模拟爆胎历程,分析不同充气压力下轮胎在垂向载荷、侧向载荷和纵向载荷作用下的变形。结果表明,轮胎刚度随充气压力降低而急剧下降,轮胎发生爆破后垂向刚度、侧向刚度和纵向刚度分别降到正常充气压力下的约30%,38%和40%。本研究获得的不同充气压力下轮胎三向刚度变化特性为爆胎车辆的动力学响应和操纵稳定性分析提供依据。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析。通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理。该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义。     

复杂花纹轮胎湿滑路面制动距离FEM仿真分析及评价

以205/55R16型子午线轮胎为研究对象,对配有ABS系统的汽车在湿滑路面上的制动距离进行了仿真研究。基于制动过程离散分析方法,使用有限元商业软件ABAQUS仿真研究了不同复杂胎面花纹及不同胎面材料轮胎在1.5mm深积水路面、各离散速度下的制动情况。然后根据各有限元仿真结果,使用相关分析方法,获得了轮胎的制动距离。仿真结果均与对应的试验结果趋势一致,证明了轮胎湿滑路面制动性能仿真评价方法的有效性。     

计算机辅助设计在胎面胶损耗因子优化中的应用研究

以胎面胶为研究对象,应用拉丁超立方抽样策略合理安排试验获得试验数据,以硬度和300%定伸应力为约束条件、以损耗因子为优化目标,采用支持向量机分别建立损耗因子、硬度和300%定伸应力模型。应用遗传算法在硬度和300%定伸应力约束条件下对损耗因子进行优化,得到近似最优值。结果表明,数值优化结果与试验结果基本一致,证明该方法可行。     

双离合变速器敲击噪声的仿真分析与实验评价

针对某变速器在车辆一挡起步工况实验中出现敲击噪声的问题,利用LMS Virtual.Lab软件搭建了包含轴、齿轮、同步器、轴承、差速器、壳体等部件的双离合变速器刚柔耦合模型.考虑输入轴转速波动、轴承刚度非线性、齿轮啮合时变刚度和阻滞力矩,以再现敲击噪声发生时壳体的振动响应.仿真计算与实验结果的良好一致性,验证了仿真分析方法的有效性.     

夹层玻璃的冲击破坏仿真分析研究

在一特种夹层玻璃铝弹撞击实验的基础上,建立了夹层玻璃及其相关部件的有限元模型,应用非线性有限元软件LS-DYNA,对整个铝弹撞击过程进行了数值模拟.使用相邻单元节点固结和破坏评价方法,再现了冲击破坏过程中玻璃碎片的飞散现象;从夹层玻璃破坏过程和PET材料的变形状况来看,获得了与实验基本一致的仿真结果.