子模型技术在全钢载重子午线轮胎有限元分析中的应用

利用有限元分析软件ABAQUS子模型技术在充气和静态负荷两种工况下,对11.00R20全钢载重子午线轮胎各危险点的力学变量情况进行分析。结果表明,对于橡胶单元,子模型的计算结果大于全局模型,而对于钢丝帘线单元,子模型的计算结果则小于全局模型。通过子模型分析,可以更精准地给出带束层端点和胎体帘布反包端点的高应力区,在保证精度的条件下减少计算量,为轮胎设计提供参考。     

12R22.5无内胎全钢载重子午线轮胎胎圈结构优化设计

对12R22.5无内胎全钢载重子午线轮胎胎圈结构进行优化设计,并利用Abaqus软件建立轮胎有限元模型对不同设计方案进行对比分析。有限元分析结果表明,硬三角胶端点到钢丝圈内端点距离为37mm的S7方案轮胎的充气外缘尺寸符合国家标准要求,且胎圈损坏区域、帘布端点和胎肩带束层端点应变能密度较小,为优化方案。成品轮胎胎圈耐久性试验结果表明,S7方案轮胎胎圈耐久性能优于原生产轮胎,与有限元分析结果一致。     

24.00R35全钢工程机械子午线轮胎胎圈裂口机理研究及胎圈部位轮廓设计优化

基于有限元分析软件对24.00R35全钢工程机械子午线轮胎胎圈裂口进行仿真分析,分析胎圈裂口机理,结合分析结果对胎圈部位轮廓设计进行优化,并试制成品轮胎进行验证。结果表明：胎圈部位过渡圆弧设计和防水线高度对胎圈部位受力影响较大;胎圈侧部采用垂直线设计、胎圈部位轮廓与轮辋曲线互不干涉时,胎圈部位与轮缘的接触压力和剪切应力相对较小;适当的防水线高度可以减小轮胎防水线位置的接触压力和剪切应力;采取优化设计可以明显降低胎圈部位裂口风险,避免轮胎的早期失效,延长轮胎的使用寿命。     

全钢载重子午线轮胎滚动阻力计算

应用基于静态有限元分析的滚动阻力计算方法,通过Abaqus/CAE建模,进行稳态滚动分析,对得到的轮胎橡胶部件的应力和应变数据进行傅里叶级数分解,计算转动1周的滚动阻力。结果表明,稳态滚动模型分析结果与试验值很接近;适当降低三角胶高度、减小负荷和增大充气压力有利于减小滚动阻力。     

全路面起重机用385/95R25工程机械子午线轮胎的开发

介绍全路面起重机用385/95R25工程机械子午线轮胎的开发。结构设计：外直径　1 363 mm,断面宽　385 mm,行驶面宽度　310 mm,行驶面弧度高　11 mm,胎圈着合直径　630 mm,胎圈着合宽度　280 mm,断面水平轴位置（ H/₁/H/₂）　0.97,采用4条纵沟胎面花纹,胎冠中央为块状花纹,花纹深度　22 mm,花纹饱和度　66.2%,花纹周节数　54。施工设计：胎面由胎面胶和基部胶组成,3层带束层均采用3＋9＋15×0.22＋0.15NT钢丝帘线,胎体采用3＋9＋15×0.22＋0.15NT钢丝帘线,采用一次法成型机成型、单模蒸锅式硫化机硫化。成品性能试验结果表明,轮胎的充气外缘尺寸达到国家标准要求,耐久性能达到企业标准要求。     

转鼓尺寸对工程机械子午线轮胎耐久性能影响的仿真研究

以445/95R25全钢工程机械子午线轮胎为例,建立工程机械子午线轮胎三维模型,通过橡胶材料应力和应变测试数据拟合而确定最佳的橡胶材料本构模型为Yeoh模型,进行转鼓尺寸对轮胎耐久性能影响的仿真研究。结果表明：在相同充气压力和负荷下,随着转鼓直径的增大,轮胎下沉量减小,与转鼓接触面积增大,周向接触压力分布更均匀,从而使得轮胎肩部应变能密度、Mise应力和剪切应变极值减小;当转鼓直径超过10 m时,转鼓直径对轮胎与转鼓接触特性和轮胎力学性能的影响效应显著降低;转鼓直径从1.7 m增大到3 m时,轮胎肩部应变能密度减小5%,测试的轮胎耐久寿命延长约20%。     

起重机专用445/80R25 ETCRANE工程机械轮胎有限元优化设计及产品性能改善

针对高速场景下起重机轮胎胎肩脱层、生热问题，运用有限元分析方法建立纵向花纹445/80R25工程机械轮胎有限元分析模型，进行数值分析和优化及产品性能改善。通过对比分析原始方案轮胎刚性和接地数据的仿真结果与实测结果，验证有限元模型的准确性；优化胎肩部位材料分布，在此基础上采用不同带束层结构方案对胎肩部位受力进行有限元分析，优化带束层端点受力状态。结果表明：胎肩和胎里曲线优化后的B3带束层方案（1#—4#带束层宽度分别为165,103,138和123mm）轮胎胎肩部位受力状态最优，达到改善设计目标；B3方案轮胎的耐久性能比原始方案轮胎提升17%，接地印痕矩形率增大，耐磨性能提升；海外目标客户测试显示，B3方案轮胎早期行驶10000km无胎肩脱层问题，达到改善目标。     

全路面起重机用445/95R25无内胎全钢工程机械 子午线轮胎的设计

介绍全路面起重机用445/95R25无内胎全钢工程机械子午线轮胎的设计。结构设计：外直径1 478 mm，断面宽448 mm，行驶面宽度355 mm，行驶面弧度高12 mm，胎圈着合直径630 mm，胎圈着合宽度286 mm，断面水平轴位置(H₁/H₂) 0.96，采用大弧度块状花纹设计，花纹深度25 mm，花纹饱和度64%，花纹周节数54。施工设计：采用冠部胶和基部胶双层胎面设计，带束层采用3+9+15×0.225HT钢丝帘线，胎体采用7×7×0.22+0.15HT钢丝帘线，采用一次法四鼓成型机成型、单模蒸锅式硫化机硫化。成品性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸和耐久性能分别符合国家标准和企业标准要求。轮胎配备了智能轮胎监测系统实时监测行车过程中轮胎状态，在胎温或充气压力达到报警阈值时及时提醒司机停车休息，提高了轮胎行驶安全性，延长了轮胎的使用寿命。     

全地面起重机用工程机械轮胎不同特征路面力学性能分析

建立了全地面起重机用385/95R25工程机械轮胎带花纹轮胎有限元模型，在验证了模型准确性的基础上分析轮胎在不同特征路面（平面路、横向凸台和纵向凸台）上的力学性能。轮胎充气外缘尺寸和接地数据有限元仿真结果与实测结果一致，表明有限元模型准确、可靠。有限元仿真结果表明：胎肩部位的应力集中于2^# 带束层端点，应变极值也在此处，横向凸台条件下应力和应变较大；横向凸台条件下，1^# 带束层帘线张力明显增大，胎体帘线张力在凸台接触区域减小；纵向凸台条件下，1^# 带束层端点近纵向凸台的接触区域的帘线张力增大，胎体帘线张力变化不大；轮胎的包络刚度约为3 000 N·mm^-1 ；轮胎在破坏案例中的极限撕裂能为672 J，撕裂能指标对于配方设计有重要的参考意义。