专利介绍

轮胎结构的非线性模态计算方法申请公布号:CN 114841043A申请公布日:2022年8月2日申请人:吉林大学发明人:左文杰、孙鹏飞、周立宣等本发明介绍了一种轮胎结构的非线性模态计算方法,包括以下步骤:(1)建立轮胎有限元模型,对轮胎进行充气分析;(2)在轮胎充气的基础上进行有限元分析,得到充气最后一步的切线刚度矩阵,并组装总体质量矩阵,形成特征值方程;(3)求解方程的广义特征值及特征向量,绘制轮胎的振型云图;(4)根据步骤(3)求解的结果进行轮胎动力学性能评判。本发明为轮胎结构的非线性模态分析提供一种有效的计算方法,相比于现有的线性模态分析方法,该方法提供了非线性模态分析的理论,可用于求解几何非线性、材料非线性等模态问题。     

具有弹簧支承的正交异性层合板模态分析

借助差分法,建立了具有弹簧支承正交异性层合悬臂板的特征方程。数值上计算了具有弹簧支承０°和４５°玻纤／环氧层合悬臂板的模态参数,给出了固有频率和弹簧系数间的关系曲线以及振形特征。分析了固有频率依赖于弹簧系数的特点。进行了无弹簧支承和２种不同弹簧系数支承的模态试验,测定了固有频率、阻尼比和振形等模态参数。对于前６阶固有频率的测定值和计算值符合得较好。     

利用有限元进行轮胎模态分析的新方法

为分析轮胎动态特性建立了更为复杂、细致的轮胎三维有限元模型,考虑了轮胎材料的复杂性,对轮胎进行模态分析,并给出固有频率及相应振型。试验结果与计算结果有良好的一致性。还研究了充气压力对固有频率的影响,得出了允许压力范围内压力增大、固有频率随之增大的结论。     

轮胎模态试验及在轮胎结构设计中的应用研究

分析了轮胎模态分析的试验方法及其在轮台设计中的应用,并建立了轮胎模态分析试验系统。测量了各类型轮胎的固有频率特性,分析了轮胎气压、胎面花纹和轮胎质量对轮胎的固有频率特性的影响规律、模态振动的噪声的关系,得出结论：轮胎气压增大,轮胎的固有频率也随之增高;同型号、同规格光面轮胎的基频低于有花纹轮胎;刚度变化对轮胎固有频率的影响大于轮胎质量的影响。此外,还用试验模态验证了有限元模态分析的正确性及产生误差的原因。     

轮胎结构与模态特性的相关性研究

以225/45ZR17光面轮胎为例,根据设计经验,选取对轮胎模态特性可能产生影响的7个结构设计因素（胎面胶模量、胎面厚度、冠带形式、1#带束层宽度、带束层角度、胎侧胶模量和三角胶高度）设计正交试验,通过模态试验测试轮胎径向各阶频率和阻尼,研究轮胎结构对轮胎固有频率和阻尼的影响,判定各因素对模态频率和阻尼的影响显著程度和主次顺序及因素水平变化引起的模态特性的变化趋势。结果表明,胎面胶模量、胎面厚度和1#带束层宽度对轮胎前六阶模态频率和阻尼的影响较大。     

T300/QY8911复合材料层合板梁动力响应试验研究

本文采用实验方法研究了Ｔ３００／ＱＹ８９１１复合材料层合板梁的固有频率、阻尼和稳态响应行为,并对不同的测量方法进行了讨论。在不同频率外界动荷载激励作用下,测定复合板梁的幅频响应曲线,试件的固有频率和模态阻尼的实测结果与有限元计算结果进行比较。测出的幅频响应曲线,为有限元方法进行复合材料结构应分析时选择合理结构阻尼描述形提供实验依据。     

频率选择性阻尼夹芯吸波复合材料

提出多层吸波预浸料层和吸波阻尼层相互嵌合的频率选择性阻尼夹芯吸波复合材料,通过规律性调节吸波预浸料层和吸波阻尼层的厚度,实现对不同频段电磁波的吸收,运用Matlab对其吸波频率选择性进行了理论分析,吸波预浸料层和吸波阻尼层的具体厚度可以根据电磁吸波频段的具体要求来设计。电磁吸波试验验证了电磁吸波频率的选择性以及理论分析方法的有效性和合理性。模态试验、自由衰减试验获得了模态参数、阻尼损耗因子随吸波预浸料厚度变化的曲线,实验数据表明:随着试件吸波预浸料层厚度的增加,电磁吸收频率发生改变,模态固有频率升高,模态阻尼比增大,阻尼损耗因子增加。     

非结构因素对半钢子午线轮胎模态特性的影响

研究非结构因素对半钢子午线轮胎模态特性的影响。结果表明：轮胎各阶固有频率与温度呈负相关,空腔模态频率与温度呈正相关;装配轮辋与轮胎一阶固有频率相关,对高阶弹性体模态影响不大;中心约束后轮胎一阶固有频率明显降低,对高阶弹性体模态影响不大;测点位置及数量对轮胎各阶固有频率影响不大,要获得准确的高阶模态振型,应选择合适的测点数量;充气压力与轮胎各阶固有频率呈正相关,且越高阶模态受充气压力影响越大。     

轮胎振动特性的有限元分析及关键影晌因素研究

基于Abaqus非线性有限元软件,建立三维轮胎的振动模态分析方法,求出轮胎径向、横向、周向各阶振型,并进行实际轮胎的振动模态试验,试验结果与仿真计算结果吻合良好。在此基础上,进一步研究了充气压力、带束层参数及帘线和橡胶模量对轮胎振动固有频率的影响,揭示了轮胎振动特性与轮胎使用条件以及材料特性之间的相互关系,为解决轮胎配套过程中遇到的噪声、振动和舒适性问题提供了方向。     

单向碳纤维复合材料板阻尼性能研究

通过实验模态分析技术和有限元模拟技术,研究了碳纤维T700S增强阻尼改性环氧树脂复合材料单向板,不同纤维角度对单向板模态阻尼损耗因子及固有频率的影响.应用有限元模型分析了单向复合材料板前四阶固有频率随纤维方向角的变化情况,得到结论是对于某一阶模态,随着纤维角度的增加,固有频率会随之下降,并且下降的速度渐缓,这主要是由于...     

全钢载重子午线轮胎模态的有限元分析

采用ABAQUS软件对12.00R20规格全钢载重子午线轮胎建立三维有限元模型,并对该模型进行模态分析, 得到了在标准充气压力和额定负荷工况下轮胎的固有频率和相应的振型,同时还研究了气压和负荷对轮胎固有频率的影响.结果表明,在允许充气压力范围内,随着充气压力和负荷增大,轮胎的固有频率提高.轮胎模态的有限元分析能够为研究轮胎动态特性以及轮胎与整车匹配提供理论指导.     

子午线轮胎自由状态下的固有频率和振型的三维有限元分析

本文应用有限元程度ANSYS中有预应力结构的模态分析方法,选用体单元和层单元建立自由轮胎(205/60R15)的三维有限元模型,考虑几何非线性和材料的正交各向异性特性,分析了自由轮胎在不同充气压力和不同转速下的固有频率和振型。     

聚氨酯基约束阻尼复合材料的制备及性能研究

研究了以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯以及正丁基醇为原料,通过预聚体法合成聚氨酯预聚物,将其与功能填料混合制备聚氨酯基阻尼层材料。利用动态力学热分析仪(DMA)对阻尼层材料样品热性能进行了研究。将该阻尼材料与纤维复合铝箔复合制备了复合约束型阻尼材料。利用模态测试对其进行放大样品阻尼比测试。实验结果表明,复合约束阻尼材料的阻尼比达到20.03,较市售阻尼材料阻尼比(8.64)提高近一倍。     

摩托车轮胎模态参数实测研究

采用摩托车轮胎模态测试系统,通过时域和频域相结合的方法提取摩托车轮胎模态参数,并将测试结果与轿车轮胎进行对比。结果表明,摩托车轮胎的第1阶固有频率高于轿车轮胎;径向激振的各阶模态振型形状按模态阶次变化的规律性很强,并且关于轴对称(切向响应第1阶振型除外);径向激振的径向响应模态特性与轿车斜交轮胎相似;在相同频率下径向激振的径向响应与切向响应振型不完全一致。     

注塑机双曲肘合模机构振动响应

应用机械系统动力学理论及仿真分析软件ADAMS,通过构建注塑机双曲肘合模机构的三维实体模型,把肘杆和拉杆视为柔性体,获得合模机构刚柔耦合多体系统动力学模型和振动分析系统模型;通过对合模机构进行振动响应仿真分析,获得系统的固有频率与阻尼比和幅频响应与功率谱;通过各阶模态参与和动模板在X、Y、Z方向上的位移与加速度以及振动能量分析,获得合模机构最大的共振位移和共振加速度及其模态振型,系统的振动属于弱阻尼状态,第2、7、8阶固有频率对合模机构系统振动影响最大。     

一种0°带束层结构全钢子午线轮胎模态分析方法

提出一种0°带束层结构全钢子午线轮胎模态分析方法。针对0°度带束层使用Marlow模型建模,得到与实际充气状态更加吻合的轮胎模型,通过Abaqus中的Lanczos模态计算方法得到全钢子午线轮胎的振动固有频率及振型,计算结果与测试结果有良好的一致性,验证了该模态分析方法的有效性。     

基于ANSYS轮胎定型硫化机机座的模态分析

介绍了轮胎定型硫化机机座模态的计算方法。通过简化硫化机机座模型,采用ANSYS进行固有频率的计算,并对结果进行分析,为硫化机的后续研究提供了设计依据。     

专利202210

轮胎结构的非线性模态计算方法;一种提升粘性的轮胎的胎面橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎;一种新型摩擦阻尼隔震橡胶支座;一种用于汽车轮胎的刺穿、接头安装装置及方法;一种用于轮辋密封的三元乙丙橡胶材料及其制备方法;一种轮胎胎面花纹中镶钉自动排布的方法;一种氯丁硫化橡胶回收胶及其制造方法;对窄断面轮胎动平衡均匀性检测之后的自动打标方法     

子午线轮胎振动特性实验研究

利用振动实验模态分析的方法，建立了自由悬置和接地状态下轮胎的振动特性模态测试与分析系统，通过轮胎径向激振测试信号的数据处理与分析，提取了各阶的频率及其径向模态振型，分析了轮胎的模态参数随充气压力、负荷变化的规律，为实验方法的研究和轮胎结构设计及车辆的动力性能分析提供指导。     

波流作用下海洋立管流固耦合动力特性分析

利用输流管道流固耦合振动的研究方法,分析了海洋立管在波流联合作用下的动力特性。基于Hamilton能量原理,建立了立管耦合振动模型,推导出立管耦合振动方程,并通过Hermit插值函数法对振动方程进行离散求解。同时,运用ANSYS软件分析了立管耦合振动的动力特性,得到了前六阶模态振型和固有频率。将数值模拟得到的立管固有频率与理论分析结果进行对比,充分验证了立管耦合振动模型的正确性。分析结果表明,立管固有频率随管内流体流速的增大而减小。