复杂花纹子午线轮胎水滑特性仿真研究

基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,建立具有复杂胎面花纹的175/65R14子午线轮胎三维有限元模型.通过轮胎径向刚度试验验证所建轮胎有限元模型的有效性,并在此基础上构造轮胎水滑仿真分析模型.使用ALE算法处理轮胎与水流间的流固耦合关系,仿真分析轮胎从静止到水滑现象产生的全过程,获得的轮胎临界水滑速度与经验公式的计算结果具有较好的一致性.3种不同花纹轮胎水滑速度仿真结果在趋势上与预期一致,进一步说明了有限元方法对轮胎水滑特性仿真评价的有效性.     

基于几何更新方法的轮胎胎面磨耗行为分析

基于几何更新的方法对自由滚动工况下的轮胎进行了磨耗行为分析。将总行驶里程分为多个阶段,在每个阶段结束后依据该阶段内的磨耗量对胎面几何形状进行一次更新,再计算轮胎在下一阶段内的磨耗量,如此不断循环直至达到试验要求的里程数,并将最终磨耗量与汽车道路磨耗试验结果进行对比,确认了仿真结果与试验结果有较好的一致性;对比不进行几何更新时的胎面磨耗仿真结果,验证了几何更新方法能更加真实反映胎面磨耗行为。同时,还利用几何更新方法仿真研究了外倾角对轮胎磨耗分布的影响。     

基于虚拟样机技术的手动变速器换挡力分析

采用Pro/E和ADAMS联合建模方式,在实现同步器动力学模型完整功能的基础上,建立了手动变速器换挡过程的动力学模型。使用ADAMS对换挡过程各阶段进行仿真分析,得到了换挡力和换挡位移的关系。通过分析换挡力,对手动变速器换挡难易程度做出评价,为变速器设计提供依据。仿真结果和实验结果有较好的一致性,说明仿真研究方法可行。     

基于有限元方法的轮胎磨损特性研究

在基于有限元法的轮胎磨损性能评价方法的基础上,建立了205/55/R16型子午线轮胎2种胎面结构的有限元模型。使用ABAQUS软件的显式分析方法获得轮胎接地区域节点在汽车行驶过程9种工况下的法向反力和滑移速度,通过摩擦能量损失和磨损量之间的关系,求得轮胎在组合工况下行驶特定里程的磨损量。光面轮胎的磨损量明显小于花纹轮胎磨损量的仿真分析结果,说明了仿真分析方法的有效性。同时,通过对ABAQUS软件的二次开发,实现了轮胎接地区域摩擦能量损失率分布的实时描述。     

汽车儿童安全座椅碰撞性能仿真分析与评价

根据欧洲儿童乘员约束系统法规（ ECER44）的要求,建立提篮式儿童安全座椅有限元模型和1．5岁假人有限元模型,构造安全带约束系统,获得儿童安全座椅碰撞性能仿真分析有限元模型。应用有限元软件LS-DYNA仿真分析正碰过程,得到碰撞过程中假人运动形态、假人头部和胸部的加速度。仿真分析结果与对应的实验结果一致,验证了儿童安全座椅碰撞有限元模型的正确性。     

锂离子电池组风冷散热仿真与优化

建立锂离子电池组的强制风冷散热结构初始几何模型,并进行CFD仿真条件和参数设置。利用FLUENT对该模型进行2 C放电倍率下的空气流场和温度场仿真分析。为了验证仿真结果的准确可靠性和评价仿真模型的合理性,搭建了锂离子电池组的温度测试实验平台进行验证。结果表明,仿真模型与实验模型的温度变化趋势较吻合,说明CFD仿真模型较合理有效,仿真结果较可信。在此基础上,通过对进风角度、出风角度和电池间距三个结构影响因素进行单因素分析,得到优化模型,与初始模型相比,其电池组最高温度和温差分别降低了1.859和0.363 K。     

全钢子午线轮胎疲劳破坏现象仿真与优化设计研究

基于有限元的轮胎疲劳寿命评价方法,建立295/80R22.5全钢子午线轮胎的有限元模型。使用ABAQUS隐式分析方法获得轮胎的应变、应力以及应变能密度等基本参数后,根据轮胎实际使用中的破坏情况选择影响疲劳寿命的评价指标。结果表明:高速耐久工况下,应选择应变能密度和帘线张力作为影响疲劳寿命的评价指标,而且适当增加带束胶厚度能有效提高轮胎的疲劳寿命;低速重载工况下,应当选择帘线和橡胶间的剪应力(层间剪应力)作为影响疲劳寿命的评价指标,且适当降低胎体帘布层和补强层的高度能有效提高轮胎的疲劳寿命。     

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.     

铝合金车轮13°冲击试验仿真分析

为了减少铝合金车轮性能检测的试验次数以提高车轮的设计研发效率,建立铝合金车轮13°冲击试验的数值模型进行仿真试验非常必要。在充分考虑冲击试验台静态与动态效果的基础上,建立包括冲头、车轮总成和试验台架的铝合金车轮冲击试验有限元模型,其中试验台架上的橡胶支座采用弹簧—阻尼单元进行模拟,且将轮胎安装所产生的车轮预应力作为初始条件,使用非线性有限元动力分析软件LS-DYNA对铝合金车轮冲击过程进行仿真分析。通过对车轮上若干测量点应变值的有限元仿真结果与试验结果的比较,确认与铝合金车轮实际台架试验相等效的计算机模拟试验平台的有效性。该计算机模拟试验平台的建立对铝合金车轮的前期设计开发具有重要的指导意义及应用价值。     

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。