带复杂花纹的子午线轮胎稳态滚动的有限元分析及沟裂问题的探讨

以子午线轮胎215/75R17.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料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,并考虑复杂胎面花纹,利用ABAQUS软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况、和稳态滚动工况的模拟,同时将分析结果与仅带纵向沟槽的轮胎进行了对比,并对轮胎沟裂问题进行了探讨。     

带复杂花纹子午线轮胎稳态滚动的有限元分析及沟裂问题探讨

以子午线轮胎215/75R17.5为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料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,并考虑复杂胎面花纹,利用Abaqus软件建立轮胎与地面接触的三维有限元模型。对带复杂胎面花纹的子午线轮胎进行了静负荷工况和稳态滚动工况的模拟,同时将分析结果与仅带纵向沟槽的轮胎进行了对比,并对轮胎沟裂问题进行了探讨。     

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。     

胎面与胎体间接触特性对轮胎滚动阻力影响的研究

以205/55R16轿车子午线轮胎为例,建立轮胎三维有限元模型,对于同一胎体设计不同的胎面花纹,并采用主成分回归法建立轮胎滚动阻力和胎面与胎体间接触特性参数的线性回归方程,研究不同花纹胎面与胎体间接触特性参数对轮胎滚动阻力的影响。结果表明,第二长轴长度因数、第三长轴长度因数、接触因数和接触形状因数对轮胎滚动阻力影响较大,平均接触压力、第二长轴长度、第三长轴长度和接触长轴长度次之,最大接触压力和接触面积较小。     

基于Adina的三维滚动轮胎的非线性力学场分析

基于Adina有限元分析软件,考虑轮胎的材料非线性、几何非线性和接触非线性等复杂的力学特点,建立205/75R15轿车子午线轮胎的三维轴对称有限元分析模型,分析轮胎在离心力作用下的应力/应变场、接触及变形情况.结果表明,滚动轮胎在Y方向的最大位移出现在胎面中部;最大第1主应力出现在钢丝圈与胎体过渡的帘布层处;接地摩擦应力主要集中在胎面处.     

子午线轮胎自由滚动工况下花纹沟体积变化的有限元分析

采用Abaqus软件建立12.00R20全钢载重子午线轮胎的有限元模型。首先在隐式算法下,对轮胎进行充气、静负荷、制动、驱动工况下的接地状态分析,再确定其自由滚动速度,并进行自由滚动分析。然后在显式算法下,模拟轮胎在水平路面自由滚动的动态过程,分析自由滚动过程中轮胎与路面摩擦力及花纹沟体积的变化情况,为胎面花纹磨损机理和花纹噪声的研究及花纹结构设计提供参考。     

静态及滚动状态下轮胎接地印痕的有限元分析

使用ABAQUS有限元分析软件,考虑了轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂的力学特性,建立了光面和带有花纹块的185/70R14半钢子午线轮胎的两个三维有限元分析模型,通过改变气压、速度和摩擦系数等参数,得到了光面轮胎在静态接地、稳态滚动、加速刹车和侧偏工况下的接地印痕,研究了不同气压、载荷、速度和摩擦系数下接地印痕的变化;得到了带有花纹块轮胎的静态接地印痕,并考察了不同载荷下该印痕的变化。     

斜交轮胎接地工况的有限元分析

考虑轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面的接触非线性、橡胶材料的不可压缩性和物理非线性、橡胶基复合材料的各向异性及轮胎与地面接触滑动摩擦的非线性，建立斜交轮胎有限元分析模型。以此模型分析了轮胎在静态、稳态滚动及滚动侧偏工况下的接地特性。     

细致花纹子午线轮胎有限元分析

建立了具有细致花纹的精确而合理的子午线轮胎非线性几何模型。进行了基于该模型的静态接触分析,并与只有纵向花纹的轮胎模型静态接触分析结果进行了比较,验证了其精确性。模拟了不同载荷下的驱动工况下轮胎接触状态,并对结果进行了讨论。     

复杂胎面花纹轮胎有限元分析及试验研究

以11.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,考虑轮胎材料的物理非线性、几何大变形以及接触非线性等特点,采用Yeoh模型描述橡胶类材料的力学行为,并用Rebar嵌入式Surface单元模拟轮胎钢丝帘线,在Abaqus软件中建立带有复杂胎面花纹的轮胎有限元模型,并验证了模型的可靠性。结果表明:轮胎的垂直刚度随下沉量的增大而逐渐增大,最后趋于恒定值;轮胎接地压力分布在花纹块边缘处较大;数值预测的轮胎接地印痕形状和接地面积与试验结果吻合很好;胎体帘线的周向受力在接地区域呈现中心低边缘高的规律,然后在远离接地区逐渐减小。     

子午线轮胎接地特性及侧偏特性的有限元分析

以子午线轮胎11.00R20为例,考虑轮胎变形的几何非线性、材料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,利用ABAQUS软件建立了轮胎与地面接触的三维有限元模型。研究了充气压力、下沉量、行驶速度,轮胎与地面的摩擦因数和侧偏角等参数对轮胎接地特性的影响。并模拟了轮胎的侧偏运动,研究了垂直负荷、充气压力和轮胎与地面的摩擦因数等参数对轮胎侧偏特性的影响。结果表明,这些参数对轮胎的接地特性和侧偏特性有一定的影响,从而为轮胎设计和应用提供参考。     

大侧倾角条件下轮胎力学分析

采用TYABAS软件,通过调用Abaqus运算模块,对11R22.5越野轮胎在大侧倾角条件下的力学特性进行分析,得到轮胎的接地面积、接触应力、翻转力矩和两侧轮辋接触面积等随着侧倾角变化的关系.另外,还对比研究了有胎面花纹轮胎和光胎面轮胎在45°侧倾角极端条件下的部分性能.结果表明,胎面花纹对轮胎接地压力影响很大,而对骨架材料应力分布影响很小.     

免充气蜂巢式轮胎接地性能的有限元分析

建立免充气蜂巢式轮胎与地面接触的有限元模型,进行接地性能的相关分析.研究结果表明,与充气轮胎相比,胎面采用聚氨酯弹性体、胎体采用聚甲醛塑性材料的免充气蜂巢式轮胎具有更大的径向刚度和横向刚度,表明在降低滚动阻力和增强操控稳定性方面有优势,但是其胎面中心区域的接触应力最大,造成该区域磨损较为严重.     

轮胎接地长度和径向静刚度计算方法

在充分考虑轮胎结构本身特点和弹性体之间接触的情况下,提出了轮胎／地面接触的半解析解形式,计算了轮胎在不同载荷下的接发长度和最大下沉量,并由此提出轮胎径向静刚度的计算公式：Ｋ＝√ｒ＾２－ａ＾２／２ａδδａ。     

轮胎花纹沟槽变形特性研究

在考虑轮胎实际沟槽结构的基础上,建立了具有细致沟槽的子午线轮胎模型。基于该模型,利用有限元分析平台进行轮胎的静态接触分析。通过仿真模拟结果,系统分析了轮胎与路面接触过程中胎面沟槽形状和尺寸的变形特性,为轮胎泵气噪声研究提供了可能。     

复杂胎面花纹轮胎有限元分析及实验研究*

本文以11.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,考虑了轮胎材料的物理非线性,几何大变形以及接触非线性等特点,采用Yeoh模型描述橡胶类材料的力学行为,并用Rebar嵌入式Surface单元模拟轮胎钢丝帘线,在ABAQUS软件中建立了带有复杂胎面花纹的轮胎有限元模型,并开展了相关实验验证了模型的可靠性。研究结果表明,轮胎的垂直刚度随下沉量的增大而逐渐增大,最后趋于一恒定值;轮胎接地压力分布在花纹块边缘处较大;数值预测的轮胎接地印痕形状和接地面积与实验结果吻合很好;在接地区域胎体帘线的周向受力呈现中心低边缘高的规律,然后在远离接地区逐渐减小。     

子午线轮胎的轴对称非线性有限元分析

建立一种子午线轮胎的轴对称非线性有限元模型，用以模拟轮胎的轮绸定位—充气—自由旋转过程。模型考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、帘线—橡胶复合材料的各向异性、轮胎大变形的几何非线性以及轮胎、轮绸与路面的非线性接触边界条件。通过有限元分析，得到了子午线轮胎在充气压力和离心力作用下的变形和应力分布情况，并将计算结果与试验结果进行了比较，两者比较吻合。