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.     

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。     

采用响应面法的非充气轮胎的固有频率分析

采用响应面法对非充气轮胎的固有频率（零阶）进行分析。选择影响非充气轮胎的固有频率的结构和材料参数（影响因子）并确定其取值范围,从中筛选出显著性影响因子并进行响应面模型的构建及优化分析,得到各显著性影响因子对非充气轮胎的固有频率的影响。结果表明：在其他显著性影响因子不变的前提下,非充气轮胎的固有频率随轮辐厚度和聚氨酯剪切模量的增大、非对称弧高度和轮辐长度的减小而增大;考虑两显著性影响因子的交互效应时,非充气轮胎的固有频率峰值分别在轮辐厚度最大和非对称弧高度最小、轮辐厚度最大和轮辐长度最小、轮辐厚度和聚氨酯剪切模量最大、非对称弧高度和轮辐长度最小、非对称弧高度最小和聚氨酯剪切模量最大、轮辐长度最小和聚氨酯剪切模量最大时出现。     

三维花纹子午线轮胎有限元分析

建立三维花纹子午线轮胎的有限元模型,并对接触应力、接地压力及接地面积等进行了研究。采用CATIA软件建立轮胎花纹模型;基于TYSYS软件的前处理数据,应用ABAQUS软件建立三维花纹子午线轮胎有限元分析模型。研究表明,额定负荷下,接地压力随轮胎充气压力增大而增大;三维花纹轮胎的接地面积小于光面轮胎;轮胎与轮辋接触面积随充气压力增大而增大。     

带复杂胎面花纹的子午线轮胎有限元分析

针对205/55R16半钢子午线轮胎,建立带复杂花纹的轮胎有限元模型并进行分析,同时与花纹轮胎的试验结果和光面轮胎的有限元计算结果进行对比。结果表明,复杂花纹轮胎模型与实际轮胎外轮廓、接地印痕吻合较好,花纹对轮胎结构受力特征有一定的影响,就接地性能而言,复杂花纹的存在使轮胎接地压力分布的不均匀性和接地压力水平有所增大。     

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。     

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。     

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。     

带束层结构对高速轿车子午线轮胎印痕和制动性能的影响

利用MSC.Marc有限元软件模拟分析带束层结构对轿车子午线轮胎静态接地印痕、高速制动印痕和制动性能的影响,并将模拟结果与205/55R16 94W试制轮胎实测结果进行对比。结果表明：轮胎静态接地印痕的有限元模拟结果与实测结果接近,具有可靠指导意义;在相同的充气压力和负荷条件下,带束层宽度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层宽度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,带束层钢丝帘线角度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层钢丝帘线角度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,增大带束层宽度或钢丝帘线角度均能够增大轮胎印痕面积,通过改变带束层结构设计可以提高车辆安全性能;轮胎接地面积随着制动初始速度的提高而减小,导致轮胎接地压力增大,充气压力提高也会使轮胎接地面积减小,接地压力增大。     

充气压力对充气工况载重斜交轮胎影响的有限元分析

进行了充气压力对充气工况载重斜交轮胎影响的有限元分析.结果表明,充气工况下,充气压力对斜交轮胎外形轮廓尺寸影响明显,其外直径、断面宽度均随充气压力的增大而增加;充气压力的大小对胎圈接触应力分布影响很小,但胎圈最大接触应力随充气压力的增加而增大.     

TBR轮胎振动噪声与接地性态参数关系研究

为探究轮胎振动噪声与接地性态参数之间的关系,以TBR轮胎275/70R22.5为研究对象,在不改变轮胎外轮廓的条件下,通过仿真分析获得不同带束层结构设计下的轮胎振动噪声与接地性态参数之间关系。本研究依据轮胎实际结构建立仿真模型,通过接地试验及模态试验验证了仿真模型的有效性,并利用Abaqus获得轮胎接地性态参数,利用LMS Virtual.Lab 获得轮胎振动噪声数值。研究结果表明,适度增加轮胎-路面接触面积有利于降低轮胎振动噪声,轮胎-路面接触压力增加则会导致振动噪声升高,轮胎-路面接触压力偏度值的变化将会引起振动噪声剧烈波动,径向刚度增加将会导致振动噪声升高,硬度系数较小时振动噪声相对较小。研究结果为利用轮胎接地性态参数优化轮胎结构降低轮胎振动噪声提供了一定的理论指导。     

轮胎的承载能力分析

讨论了轮胎的静负荷性能,用试验数据分析了轮胎的气压与负荷对其下沉率、接地面积、硬度因数、接地因数以及接地压力分布的影响,采用回归方程分析了轮胎的气压－负荷－下沉率三者之间的关系。试验结果表明,轮胎承载能力主要受下沉率的制约,同时也受硬度类数、接地因数等性能的影响,只有做到气压－负荷－下沉率之间的合理匹配,才能保证轮胎的使用性能和寿命。     

DSP和改性锦纶66帘线在子午线轮胎中的应用对比

以尺寸稳定型聚酯(DSP)和改性锦纶66帘线作为轿车和轻型载重子午线轮胎的胎体骨架材料,对比分析轮胎外缘尺寸和静负荷特性。结果表明,DSP胎体轮胎与改性锦纶66胎体轮胎相比,轮胎静态断面宽小;耐久性试验后,DSP胎体轮胎断面宽变化率小于改性锦纶66胎体轮胎;高速试验后,DSP胎体轮胎断面宽变化率大于改性锦纶66胎体轮胎;一定气压和负荷条件下,DSP胎体轮胎下沉率大,印痕面积小,接地区域单位面积平均压力大,轮胎硬度因数大。DSP胎体轮胎尺寸稳定性好,均匀性好,但操纵性和胎面耐磨性比改性锦纶66胎体轮胎稍差。     

12R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎压力分布测试及磨耗改进

通过对12R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎进行外缘尺寸、五项刚性(径向刚性、横向刚性、纵向刚性、扭转刚性和包络刚性)、接地印痕和接地压力进行测试以及对接地压力分布进行有限元分析,对轮胎结构进行优化以提高耐磨性能.结果表明,与原设计轮胎相比,优化轮胎的接地印痕形状更接近矩形,接地印痕长轴略有缩短、接地印痕面积增大7.75％,压力分布不均匀度减小;装车路试优化轮胎的耐磨性能提高20％.     

子午线轮胎性能的计算机仿真和优化设计

以205／60R15轿车轮胎为例,介绍子午线轮胎性能的计算机仿真和优化设计技术。在轮胎结构设计的CAD模型中,将轮胎轮廓曲线形状数字化并采用包含层单元的FEM模块,有效控制了轮胎模型有限单元总数。利用在此基础上建立的轮胎有限元模型,模拟了205／60R15轿车轮胎自由状态、充气静止状态、充气旋转状态以有与地面接触状态等多种工况,以及在水平牵引力和垂直载荷共同作用下的从动轮工况（从静止到滚动的过程）,并给出了带束层帘线角度和胎体帘线假定伸张值对轮胎性能影响的趋势。试验证明,模拟分析结果与实际情况较吻合。     

芳纶冠带层对半钢子午线轮胎性能的影响

研究芳纶冠带层对半钢子午线轮胎性能的影响。试验结果表明,采用1层芳纶冠带层设计的275/40R20高性能子午线轮胎的高速性能水平提升2个等级,压穿强度提高11%,接地印痕和接地压力分布有所改善,成品轮胎顺利通过试验检测。     

子午线轮胎充气和负荷加载数值分析

利用MSC.MARC软件对子午线轮胎的骨架材料进行三维非线性有限元计算,带束层、胎体和钢丝圈等部位采用rebar单元以及实体Herrmann单元进行模拟,橡胶材料采用Yeoh材料模型描述. 轮胎在不同充气压力、不同负荷以及滚动状态下的受力计算结果与实际情况一致.采用该方法有助于改进轮胎结构设计、提高轮胎性能.