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。     

轮胎侧向刚度试验研究

采用轮胎室内静态刚度测量装置测量轮胎的侧向刚度,考察充气停放时间、滑板运行速度、冠带层帘线材料弹性模量、垂直负荷和充气压力对轮胎静态侧向刚度的影响,并研究静态和动态侧向刚度数据之间的关系,得到轮胎充气停放时间是影响侧向刚度数据重复性的重要因素及冠带层帘线材料弹性模量增大可以有效提高轮胎侧向刚度等结论。     

赛车胎低频动力学特性实验研究

试验研究负荷、充气压力、滚动速度和激振频率等参数对赛车轮胎低频动力学特性的影响。结果表明：非滚动状态下,动态刚度随径向负荷和充气压力的增大而增大,阻尼系数随径向负荷的增大而增大,随充气压力的增大而减小;滚动状态下,动态刚度和阻尼系数随充气压力的增大而增大,负荷对两者基本无影响;随着滚动速度的增大,动态刚度增大,阻尼系数基本无变化;随着激振频率的增大,阻尼系数增大,动态刚度基本无变化。赛车轮胎的低频动力学特性研究结果与文献描述情况大部分一致。     

赛车轮胎低频动力学特性试验研究

试验研究负荷、充气压力、滚动速度和激振频率等参数对赛车轮胎低频动力学特性的影响。结果表明:非滚动状态下,动态刚度随径向负荷和充气压力的增大而增大,阻尼系数随径向负荷的增大而增大,随充气压力的增大而减小;滚动状态下,动态刚度和阻尼系数随充气压力的增大而增大,负荷对两者基本无影响;随着滚动速度的增大,动态刚度增大,阻尼系数基本无变化;随着激振频率的增大,阻尼系数增大,动态刚度基本无变化。赛车轮胎的低频动力学特性研究结果与文献描述情况大部分一致。     

基于ABAQUS建模的轮胎接地特性及静态刚度的分析研究

利用ABAQUS软件对三维轮胎接地模型进行建模,模拟了不同充气压力、不同垂直载荷下的轮胎接地情况,并对轮胎的静态刚度进行了分析。结果表明,固定垂直载荷下,随着气压的增大,法向应力最大值由胎冠两侧向胎冠靠拢。标准大气压下,随着载荷的增大,轮胎最大法向应力由胎冠中心向轮胎两侧移动。径向刚度、横向刚度、单位长轴纵向刚度、扭转刚度都与充气压力有关,只有扭转刚度受垂直载荷影响。     

冠带层模量对轿车子午线轮胎接地性能和侧向刚度的影响

采用有限元分析法研究冠带层模量对轿车子午线轮胎接地性能和侧向刚度的影响。结果表明,冠带层模量相同时,随着侧偏量的增大,轮胎下沉量、接地面积以及接地压力的极大值和幅值增大,径向刚度减小;侧偏量相同时,随着冠带层模量的增大,轮胎下沉量和接地压力的极大值和幅值减小,径向刚度、侧向刚度和轮胎接地面积增大。     

跑气保用轮胎在静负荷和稳态侧偏工况下力学性能的研究

基于ABAQUS软件建立225/40R18跑气保用轮胎和普通轮胎的三维有限元模型,分析标准负荷下2种轮胎在静负荷和稳态侧偏工况下的力学性能。结果表明,静负荷工况下,高应变能密度主要集中在支撑胶、带束层和冠带层端部,且在缺气状态下表现更明显,跑气保用轮胎胎肩处的接地压力大于普通轮胎,且径向刚度高于普通轮胎,缺气状态下跑气保用轮胎胎侧变形小于普通轮胎,且胎肩接地压力集中程度高;稳态侧偏工况下,在标准充气压力和缺气状态下,随着侧偏角的增大,跑气保用轮胎的接地印痕从矩形变为梯形,普通轮胎的接地印痕从矩形变为三角形。     

全钢子午线轮胎花纹与地面的接触特性研究

以12R225轮胎为研究对象,建立全花纹全钢子午线轮胎与地面接触的三维非线性有限元仿真模型,研究不同负荷、充气压力和工况下轮胎的接地压力变化规律。结果表明：花纹接地压力分布仿真与实测结果吻合;随负荷增大,接地压力增大且向肩部偏移;充气压力增大;轮胎中心区域接地压力增大;启动、侧偏和转弯等复杂工况对接地压力分布影响显著。     

影响轿车子午线轮胎静态纵向刚度的因素

在加有轮胎纵向刚度测试附加装置的轮胎静负荷试验机上测试了轿车子午线轮胎的静态纵向刚度。研究了不同径向载荷、不同气压及不同结构参数(带束层宽度、0°冠带层层数和胎面胶厚度)时轿车子午线轮胎静态纵向刚度的变化。结果表明,径向载荷基本不影响轮胎的纵向刚度;气压升高,轮胎的单位长纵向刚度增大;结构参数对轮胎的单位长纵向刚度影响不显著。     

基于LS-DYNA的爆胎历程轮胎刚度特性仿真研究

基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用壳单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,建立215/60R16子午线轮胎有限元模型,并以不同充气压力模拟爆胎历程,分析不同充气压力下轮胎在垂向载荷、侧向载荷和纵向载荷作用下的变形。结果表明,轮胎刚度随充气压力降低而急剧下降,轮胎发生爆破后垂向刚度、侧向刚度和纵向刚度分别降到正常充气压力下的约30%,38%和40%。本研究获得的不同充气压力下轮胎三向刚度变化特性为爆胎车辆的动力学响应和操纵稳定性分析提供依据。     

影响轿车子午线轮胎静态径向刚度的因素

在振动试验机上测试轿车子午线轮胎的静态径向刚度。研究气压和结构参数 (带束层宽度、0°冠带层层数和胎面胶厚度 )对轿车子午线轮胎静态径向刚度的影响。结果表明 ,轮胎的径向刚度随气压的升高而增大 ,轮胎结构的变化对径向刚度影响不大。     

轮胎纵向和横向刚性测试影响因素分析

分析轮胎纵向和横向刚性测试结果的影响因素.结果表明,随着充气压力和轮辋宽度的增大,轮胎纵向和横向刚性增大;随着轮胎高宽比的增大,轮胎纵向和横向刚性减小;随着负荷、接触面粗糙度及滑台移动速度的增大,轮胎滑脱时所受的最大力值增大.     

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。     

子午线轮胎接地问题的三维非线性有限元分析研究

根据9.00R20子午线轮胎的实际结构,考虑了轮胎的材料结构非线性、几何非线性、复合材料各向异性以及橡胶材料本身的弹性等特性,运用MARC有限元通用程序,建立轮胎模型,分析了9.00R20子午经轮胎静态下与地面的接触问题,考察了不同下沉量、内压及静摩擦因素等因素对轮胎静态接地面内应力应变场的影响。结果表明,在一定充气压力下,随下沉量的增大,接地区应力分布由内高外低变为内低外高,发生翘曲现象;静态接地时的摩擦力分布对称,但数值不大;随充气压力的升高,对应的下沉量下降,而在一定的下沉量下,接地面内的最大应力随充气压力的升高而增大。     

轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的研究

介绍了轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的测试装置及原理 ,并用经过改进的测试装置测量了平坦路面上轮胎的垂直滚动动态刚度和阻尼 ,回归出轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的半经验公式。得出了随着轮胎滚动速度的增大 ,轮胎的垂直动态刚度和阻尼逐渐减小的结论。     

跑气保用轮胎力学性能分析

对不同公司采用不同技术生产的225/45R1791W跑气保用轮胎进行外缘尺寸和静负荷性能试验,分析在不同充气压力和负荷下跑气保用轮胎力学性能的变化情况,并与普通225/45R1791W轮胎进行对比。结果表明,轮胎充气压力降低,胎体承受负荷增大,充气压力不足时跑气保用轮胎下沉率变化远小于普通轮胎,滚动阻力增量不是很大,接地压力分布呈胎冠中心部位小、胎面四周边缘部位大;充气压力不足时跑气保用轮胎的静负荷性能和胎侧耐屈挠性能远远优于普通轮胎。     

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。