实心橡胶轮胎温度场有限元分析

根据高速履带车辆实心橡胶轮胎的工作条件，在合理假设基础上建立了轮胎热分析有限元模型，借助大型有限元分析软件ANSYS，通过对某型实心橡胶轮胎温度场的计算，得到了轮胎内部温度场的分布情况，结果表明，轮胎最高温度随载荷，轮胎断面厚度的增大而升高，随轮胎断面宽度增大而降低。     

轮胎稳态温度场分布的有限元分析

介绍了轮胎稳态温度分布的有限元静态分析。轮胎滚动温升的主要热源是橡胶-帘线复合材料滞后损失产生的热量。轮胎滚动达到稳态时,温升最高的部位是胎肩和胎圈。同一规格的轮胎在不同行驶速度下的温升不同,达到稳态温度场分布所需的时间不同,但稳态温度场分布大致相同,行驶速度高的轮胎达到稳态温度场分布所需的时间长。     

滚动轮胎稳态温度场的有限元计算

建立分析滚动子午线轮胎稳态温度场的有限元模型．采用Galerkin加权余量法求解轮胎的导热偏微分方程，得到轮胎内部温度场分布情况．并与相同工况下的实际轮胎测温结果进行对比。结果表明，该有限元模型是合理的，可以用来指导轮胎结构设计和胶料配方设计等。     

子午线轮胎结构温度场分布的三维有限元分析

介绍了子午线轮胎结构温度场的有限元分析方法,并分析了９．００Ｒ２０子午线轮胎在特定条件下的温度场分布,给出了轮胎温度场分布图和温度分布曲线。采用该分析方法可以预测轮胎在工作状态下的温度场,了解轮胎使用时内部的生热情况及可能的破坏行为,以便对轮胎结构及配方进行优化。     

滚动轮胎温度场的有限元模拟计算

在轮胎热学稳态分析的基础上，利用有限元非线性分析功能，开发滚动轮胎温度场有限元模拟计算软件。该软件建立在以下4个假设基础上：①轮胎处于动态平衡时的稳态温度场；②将轮胎的形状看作以旋转轴轴对称；③导热系数和比热容等物性视为常数；④不计轮胎接地时以热传导形式发生的接触热量传递。实例验证表明，数值模拟计算结果与实际测试结果的变化趋势基本一致。     

子午线轮胎滚动阻力与温度场非线性有限元分析

提出用非线性有限元法分析子午线轮胎滚动阻力和温度场的方法。总的有限元程序由３个模块组成;变形模块,进行轮胎稳态结构分析以得到轮胎的变形和应力－应变循环;损耗模块,进行轮胎的能量损耗和热生成率分析;热模块,进行轮胎的温度场分析。３个模块联合运用和迭代计算可以进行轮胎热、力耦合分析,预报轮胎的滚动阻力,内部温度场,应力－应变,变形和接地面信息,从而为轮胎设计提供依据。     

实心轮胎材料动态温升特性有限元分析与试验

应用ANSYS有限元分析软件建立橡胶和聚氨酯弹性体两种轮胎材料的应力场有限元模型，计算出节点生热率，再将其作为负载导入到温度场有限元模型中，进行温升有限元计算，得到两种轮胎材料的动态温升规律。台架试验结果很好地验证了有限元分析的温升规律，证实建模选用模块合理有效。     

实心轮胎硫化设备机架有限元分析与优化

对实心轮胎硫化设备机架进行有限元分析,并对上横梁和侧板进行改造,在箱式上横梁中加入肋板、侧板加入侧筋,并采用倒圆角和更换材料等方法解决了加强环和肋板处应力集中问题。通过正交试验优化部件参数,设计横梁厚度为100 mm,横梁高度为380 mm,肋板厚度为40 mm。优化后机架用料减少9%,设备使用寿命延长,制造成本降低,性能提高。     

大型矿用车辆实心轮胎研制成功

内蒙古一机集团十二分公司实施相关多元专业化战略，紧紧围绕车辆橡胶专业化业务，不断开发新产品，进一步拓展市场，与其它公司合作，最近成功研制出大型矿用车辆实心轮胎。     

履带板挂胶对实心轮胎散热影响的有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,在不改变橡胶材料整体厚度的前提下,建立不同挂胶材料和厚度的履带板和实心轮胎的力学场和温度场有限元模型,模拟研究履带板挂胶材料和厚度对实心轮胎散热的影响。结果表明,实心轮胎的最大应力随着履带板挂胶厚度的增大而增大,而最高温度则随着履带板挂胶厚度的增大而降低;在载荷、速度、履带板挂胶厚度相同的情况下,聚氨酯弹性体履带板挂胶比天然橡胶生热少、温升低。     

无内胎全钢轻型载重子午线轮胎稳态滚动温度场有限元分析

采用轮胎专用有限元分析软件TYSYS,在额定负荷及超负荷条件下,对比分析0°带束层和4层带束层结构265/70R19.5无内胎全钢轻型载重子午线轮胎稳态滚动的温度场分布.分析结果表明,在高负荷条件下,0°带束层结构更有利于轮胎使用.室内试验结果表明,0°带束层结构可以大幅提高轮胎的耐久性能及高速性能,证明了有限元仿真计算的正确性.     

子午斜交轮胎力学性能有限元分析

提出一种新型子午斜交轮胎结构,即将子午线轮胎胎侧部位的胎体帘线子午结构改为斜交结构,并利用有限元模型对子午斜交轮胎和子午线轮胎的特性进行对比分析.结果表明:与子午线轮胎相比,子午斜交轮胎的径向刚度较高;胎侧应变能密度分布较连续且相对均匀,且最大应变能较低;胎面横向接地压力分布较均匀、尤其是胎肩处的应力集中区域较小,接地印痕形状近似椭圆形;带束层边缘的剪切应变峰值较小.     

载重子午线轮胎热力耦合温度场的研究

根据单向热力耦合的原理,运用有限元软件Abaqus对12R22.5载重子午线轮胎进行不同行驶速度、负荷、充气压力条件下稳态滚动温度场的数值模拟。结果表明:轮胎高温区域主要分布在胎肩部位和胎圈附近,最高温度出现在胎肩部位;随着行驶速度、负荷的提高,轮胎温度升高;充气压力增大,轮胎温度降低。     

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。     

子午线轮胎成型过程有限元仿真分析

利用ABAQUS软件对12.00R20全钢载重子午线轮胎的成型过程进行有限元模拟。采用Marlow模型模拟生胶的力学性能,Rebar单元模拟钢丝帘线对橡胶的加强作用,解析刚体模拟成型机的主毂和辅助毂,分析轮胎成型过程中橡胶部件的贴合工艺和胎坯的成型过程。结果表明,模拟结果与理论设计轮胎结构具有良好的一致性,可以为生产工艺设计提供指导。     

基于有限元法的航空轮胎瞬态冲击性能分析

利用Abaqus软件建立航空子午线轮胎三维有限元模型,研究航空轮胎冲击地面瞬间橡胶基体和骨架材料的等效应力。结果表明：轮胎冲击地面时,轮胎与轮辋接触部位受力大于轮胎与地面接触部位,更容易发生疲劳失效;骨架材料中带束层帘布等效应力最大,是主要承载部件,冠带层等效应力较小,主要吸收胎面方向的冲击;胎面胶和带束层在胎肩部位出现等效应力峰值,胎面接地中心区域出现低应力区。     

免充气轮胎与子午线轮胎有限元分析对比*

通过ABAQUS建立特殊结构的免充气轮胎有限元模型,对其静态加载和侧倾工况下进行了模拟,并将计算结果与同规格11.00R20载重子午线轮胎的实测数据作对比分析。研究表明：静载工况下,两者的静刚度曲线基本吻合,下沉量和接地面积接近,免充气胎最大接地压力较小;侧倾工况下,两者的接地面积和静刚度曲线的变化趋势接近。表明该免充气轮胎可以达到同规格子午线轮胎的性能要求。     

载重子午线轮胎静态接地影响因素的有限元分析

应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟研究载重子午线轮胎在一定载荷下静态接地时轮胎的下沉量等负荷变形及胎面接地压力分布和Mises应力分布,并对轮胎静态接地性能的影响因素进行分析。结果表明,增大充气压力、胎面曲率半径和充气外直径可减小轮胎下沉量,增大胎面接地压力和Mises应力,提高轮胎的负荷能力。     

基于有限元分析的轮胎胎圈耐久性能优化

以新开发的175/70R14半钢子午线轮胎为研究对象,针对胎体帘布反包端点裂口问题建立有限元仿真模型。根据有限元分析结果提出增大胎体帘布反包端点高度的改进措施。结果表明,增大胎体帘布反包高度能够有效改善胎圈裂口现象,提高胎圈耐久性能;有限元分析结果与试验结果有很好的一致性。     

有限元分析在轮胎设计中的应用

综述了轮胎分析理论的发展与内容，介绍了有限元理论在轮胎结构设计中的进展。文中着重介绍了有限元分析技术在轮胎接触以及轮胎在稳态与动态下温度场分布问题上的应用。