轮胎力和力矩建模、试验与仿真（续完）

（接上期） 5汽车轮胎力和力矩试验 汽车轮胎六分试验是进行轮胎结构设计和车辆性能优化的常规步骤[1]。尽管测试设备的成本高昂,但试验手段目前依然是整车研究开发应用最为直接的方法。此外由前面对轮胎一车辆建模的相关讨论可知,试验手段对各种轮胎模型的参数确定也具有至关重要的作用。     

带复杂花纹的轮胎六分力计算方法

以205/55R16 TH201轮胎为例介绍了一种带复杂花纹的轮胎六分力的计算方法,包括侧偏工况、纵滑工况及复合工况等,并对计算结果精度进行了验证。研究结果表明,该方法计算得到的六分力数据可以直接用于拟合轮胎的动力学模型并用于整车分析。     

395/85R20 TRY66轮胎纯侧偏特性仿真与试验对比研究

采用Abaqus有限元分析软件对395/85R20 TRY66轮胎进行静态加载及纯侧偏条件下的仿真模拟,结合试验数据,对充气压力和负荷下轮胎的侧偏角与侧向力、回正力矩之间的关系进行讨论,同时探讨了轮胎带束层残余回正力矩和残余侧向力对车辆操控稳定性和安全性的影响.结果显示,在轮胎产品设计的初始阶段,仿真技术可以发挥重要作用.     

不同路况下履带车辆轮胎的动力学特性仿真分析

提出一种研究履带车辆轮胎在不同路况下动力学特性的仿真方法。首先建立轮胎精细有限元模型,然后在充分考虑轮胎的几何非线性、材料非线性和接触非线性的基础上模拟垂直负荷作用下轮胎与路面的接触过程,分析轮胎驶过不同路况时的力学特性和变形。结果表明,所提出的方法能有效准确地模拟履带车辆轮胎驶过不同路况的动力学特性。     

子午线轮胎脱圈试验仿真分析

借助MSC．MARC有限元分析软件,根据子午线轮胎的实际结构,考虑了轮胎与轮辋的接触,建立轮胎的平面轴对称模型和三维有限元分析模型,对轮胎脱圈试验进行了仿真分析。文中给出了脱圈压块在不同压缩量下轮胎的变形情况,并给出了脱圈过程中脱圈压头作用力的变化趋势,得到最小脱圈阻力模拟值与试验结果吻合较好。     

航空轮胎胎坯均匀性侧向力建模分析

使用UG三维软件对720×320航空轮胎胎坯建模,针对胎坯均匀性侧向力进行分析,得出影响胎坯侧向力不均匀性的主要因素,并在不同速度下进行胎坯运动仿真,测得胎坯侧向力波动数据,再基于中心组合设计方法,利用Design-Expert软件建立胎坯侧向力与其主要影响因素的响应面模型。拟合结果表明,在不同转速下,成型部件(带束层和胎侧)接头误差和接头定点分布偏移与胎坯侧向力波动之间的关系采用四阶响应面方程的拟合效果最佳,带束层贴合偏移量和胎侧贴合偏移量对胎坯侧向力波动影响较大。本研究可为轮胎生产过程中部件贴合测控提供可靠的数学模型。     

基于有限元仿真的轮胎操稳“虚拟送样”技术研究

本文以205/55R16 H220轮胎建立了基于有限元仿真数据的PAC2002动力学模型,有限元仿真包括侧偏、纵滑、复合等六分力模型,以及自由滚动模型、角阶跃模型等。在此基础上,采用ADAMS软件建立整车稳态回转、转向阶跃仿真,并与基于试验数据的轮胎动力学模型的整车操纵稳定性仿真进行对比,验证了模型的可靠性。     

滚动轮胎全过程温度场数值与试验分析

基于Ansys软件建立轮胎三维力学模型和二维温度场有限元模型,分析额定工况下轮胎滚动和停止后温度场的分布和变化规律,探讨温降阶段温度场的数值计算方法,并进行试验验证。结果表明,温度场计算数据与试验值在温升和稳态阶段基本一致,而在温降阶段只在一定范围内比较吻合。     

轮胎脱圈阻力试验有限元仿真分析

以245/30R22半钢子午线轮胎为研究对象,利用Abaqus软件对轮胎进行脱圈阻力试验仿真分析,不仅给出了一套基于Abaqus软件的轮胎脱圈阻力试验的模拟方法,而且提出了轮胎脱圈难易程度的评价方法。结果表明,仿真获得的脱圈阻力与试验结果吻合较好,可以对轮胎的防脱圈性能进行提前预报。     

轮胎的有限元分析

计算机模拟模型法正在对轮胎的设计与开发进行革命。有限元分析法方面的新技术,例如ＬＳ－ＤＹＮＡ,不但可满足汽车制造商们日益增加的对整车模型工艺过程详尽资料的需求,而且可缩短传统制取样胎及试验开发的周期,从而能尽快地将产品投放到市场上。     

全钢载重子午线轮胎稳态温度场试验及仿真分析

以12.00R20全钢载重子午线轮胎为例,在讨论合理施加对流边界条件、计算内部生热率及测定轮胎橡胶热物性参数的基础上,进行稳态温度场有限元仿真分析,并通过轮胎内外温度场试验,证实了所提出的轮胎稳态温度场研究流程的合理性.     

带花纹轮胎静负荷试验与仿真分析

采用Abaqus有限元分析软件,综合考虑12R22.5全钢载重子午线轮胎的实际结构并引入轮胎－轮辋、轮胎－地面的接触非线性边界条件,建立轮胎的有限元分析模型,对轮胎进行静负荷仿真分析,得到轮胎负荷与下沉量的关系及接地印痕和压力分布。与试验对比表明,模拟与试验结果吻合得很好。     

带花纹轮胎静负荷试验与仿真分析

采用Abaqus有限元分析软件,综合考虑12R22.5全钢载重子午线轮胎的实际结构并引入轮胎-轮辋、轮胎-地面的接触非线性边界条件,建立轮胎的有限元分析模型,对轮胎进行静负荷仿真分析,得到轮胎负荷与下沉量的关系及接地印痕和压力分布。与试验对比表明,模拟与试验结果吻合得很好。     

斜交轮胎三维有限元建模方法

利用AutoCAD的强大功能实现便捷、高效的斜交轮胎几何建模与网格划分.借助AutoCAD中的VBA语言编写接口程序,实现从AutoCAD到Ansys之间图形信息的转换与传输.在Ansys中自动完成几何建模与网格划分.采用Ansys软件中的三维层单元建立三维有限元模型.经验证,建模方法合理、有效.     

基于纵向力的轮胎模型及参数分析

通过垂直负荷分布修正和滑动摩擦因数参数化,建立轮胎纵向力模型,利用其对轮胎纵向力特性进行分析,并研究各因素对轮胎纵向力的影响。结果表明,随着静摩擦因数的增大,接地胎面完全滑移的滑移率增大,滑移力（Fsx）和附着力（Fax）增大;纵向刚度主要影响峰值前的纵向合力,随着轮胎纵向刚度和接地印痕长度的增大,接地胎面完全滑移的滑移率减小,Fax减小,Fsx增大。     

轮胎残余回正力矩与轮胎花纹沟设计之间的关系

研究胎肩横沟花纹对轮胎帘布角度效应引起的残余回正力矩（PRAT）的影响及肩部横沟花纹沟槽与轮胎纵向角度（θ）与PRAT的关系。结果表明,随着θ的增大,PRAT增大。根据该关系可在轮胎产品开发早期阶段即通过轮胎花纹设计满足车辆对轮胎残余回正力矩的要求。     

轮胎残余回正力矩测试和计算方法研究

分析侧偏角正弦、侧偏角扫掠和稳态试验3种轮胎残余回正力矩测试方法及角度效应残余回正力矩（PRAT）的美国汽车工程师学会推荐方法和通用汽车推荐方法2种计算方法。结果表明：稳态试验方法测试PRAT的重复性最好;对于对称花纹轮胎和非对称花纹轮胎,2种计算方法的PRAT值基本无差异。     

轮胎转向残余回正力矩的有限元分析及关键影响因素研究

针对轮胎带束层结构引起的转向残余回正力矩（PRAT）测试需要高精度专业设备,本研究基于Abaqus有限元分析软件并采用单一变量法对PRAT进行仿真分析并试验验证。多规格轮胎的分析表明：PRAT仿真结果与试验结果具有较高的相关性;在此基础上研究的轮胎断面参数、花纹沟槽角度和使用工况对PRAT影响的结果对于轮胎跑偏问题分析具有指导性。     

有限元分析在轮胎设计中的应用

计算机仿真为轮胎设计带来了革命性的发展,有限元分析新技术,有限元分析新技术,如ＬＳ－ＤＹＮＡ力学分析软件在轮胎设计中的应用,可以用虚拟样胎代夫实物测试,缩短了新产品的上市周期并可大幅度减少开发费用,同时可为汽车生产厂提供详细的数据,从而满足整车设计工程日益提高的要求,然而直到最近,也不能完全像实际试验那样来仿真轮胎试验,轮胎模型的困难包括,轮胎结构的复杂性,轮胎内部的大变型,经常变化的接触条件和为了追踪轮胎在试验面上转动几圈所需的大计算量,有限元节点的高极性能（如ＬＳ－ＤＹＮＡ）和现代计算机强大计算能力结合提供的理想地模拟轮胎试验的可能性。