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.     

半钢子午线轮胎的侧偏特性研究

研究带束层角度和三角胶高度对半钢子午线轮胎侧偏特性的影响。结果表明:带束层角度越小,轮胎的侧偏力、最大侧偏力和侧偏刚度越大,回正力矩和回正刚度越小;三角胶高度越大,轮胎的侧偏力、侧偏刚度和回正刚度越大,回正力矩变化不大。因此轮胎的带束层角度越小、三角胶高度越大,车辆的操纵稳定性越好。     

带束层结构对载重子午线轮胎侧偏特性的影响

以345/85R16轻型载重子午线轮胎为研究对象分析带束层结构对载重子午线轮胎侧偏特性的影响。结果表明:带束层结构对载重子午线轮胎的侧偏特性影响十分显著,主要体现在纯侧偏条件下对侧向力(Fy)和回正力矩(Mz)以及纯侧倾条件下对Fy的影响;纯侧偏条件下,交叉带束层结构轮胎的侧偏刚度和回正刚度比零度缠绕带束层结构轮胎大得多;纯侧倾条件下零度缠绕带束层结构轮胎的侧倾刚度比交叉带束层结构轮胎大;纯侧偏和纯侧倾条件下,交叉带束层结构轮胎的翻转力矩与零度缠绕带束层结构轮胎几乎一致。     

轮胎结构参数对侧偏性能的影响

选取205/55R16轮胎作为研究对象,采用正交试验设计与单变量分析相结合的方法,研究轮胎结构参数对六分力中侧偏刚度和回正刚度的影响。结果表明,在一定范围内,减小带束层角度,增大胎体帘线强度、三角胶高度和带束层级差及以胎肩分型线设计带束层宽度,可以增大侧偏刚度;增大带束层角度和级差及减小带束层宽度,可以增大回正刚度,胎体帘线强度和三角胶高度对回正刚度影响很小。     

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。     

带束层对子午线轮胎均匀性影响的有限元分析

以ANSYS通用分析软件为工具，以载重子午线轮胎9．00R20为例，采用层、体和接触单元建立子午线轮胎的三维有限元模型。分析在静态条件下子午线轮胎带束层厚度变化、左右偏移量以及局部密度变化对轮胎径向力波动和侧向力波动的影响。结果表明，在一定充气压力和下沉量下，轮胎径向力随带束层厚度增大单调增大；侧向力随带束层偏移量变化具有方向性，其绝对值单调改变；径向力及侧向力基本不受带束层局部密度变化的影响。     

全钢载重子午线轮胎侧偏特性有限元分析

以275/70R22.5 RT606全钢载重子午线轮胎为研究对象,运用有限元分析软件TYABAS和Abaqus建立轮胎侧偏特性分析有限元模型,并研究不同负荷的稳态滚动条件下,侧向力和回正力矩随侧偏角的变化规律。结果表明:在单一垂直负荷下,随着侧偏角的增大,侧向力的绝对值逐渐增大,当侧偏角为-5°和5°时,回正力矩分别达到极小值和极大值;在同一侧偏角下,随着负荷的增大,侧向力的绝对值逐渐增大。侧偏刚度仿真结果与试验结果一致,验证了仿真分析方法的有效性。     

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。     

带束层结构对载重子午线轮胎接地印痕及噪声的影响

采用Abaqus非线性有限元软件建立三维模型,分析带束层结构对载重子午线轮胎接地印痕和噪声的影响。结果表明:在一定的负荷和充气压力下,随着轮胎带束层宽度和角度的增大,轮胎接地印痕趋于合理,低频段噪声降低;接地压力分布与低频振动噪声存在一定的相关性。     

轮胎侧向力测试分析

分析了影响汽车操纵稳定性中最重要物理量之一——轮胎侧向力的影响因素。轮胎的侧偏角、侧倾角、垂直载荷、充气压力、轮胎结构和材料、断面高宽比、轮辋直径等对轮胎侧向力有一定的影响。通过采用扁平率小的宽轮胎、轮辋宽度的增加以及采用钢丝子午线轮胎增加带束层屈挠刚性均可增加轮胎侧向力,提高汽车的操纵稳定性。     

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。     

子午线轮胎钢丝帘线受力的参数分析

采用试验和仿真结合的研究手段对影响全钢载重子午线轮胎钢丝帘线受力的参数进行系统分析。基于试验验证准确性后的模型,着重分析了帘线受力随典型参数变化的敏感性。研究结果表明,充气压力、垂直负荷、带束层宽度、帘线排列密度和铺设角度等参数对子午线轮胎帘线受力的敏感性明显强于带束层厚度和帘线模量。     

Finite element analysis of steady rolling tyre with slip angle: effect of belt angle

Abstract

The purpose of the present research was to study the effect of different belt angles on the steady state rolling behaviour of a steel belted radial tyre with slip angle. To achieve this goal, a finite element model has been developed using ABAQUS computer software. The simulation started with an axisymmetric model to analyse the tyre under inflation pressure. Then a full 3D model was generated to model the tyre under static vertical load. Having obtained the tyre configuration under contact load, a steady state rolling analysis was conducted using a mixed Lagrangian/Eulerian technique. The final stage of the modelling was the inclusion of the slip angle in the model. Each set of simulations was repeated for three belt angles and the effect of the belt angle variation on the tyre structural variables, including contact pressure and area, lateral force, interlayer shear stress and total strain energy was examined. In addition, the computed value of the number of revolutions per kilometre was compared with experimentally reported data which confirms the accuracy of the present model.     

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.     

载重子午线轮胎帘线受力有限元分析

基于ABAQUS非线性有限元分析软件建立12.00R20载重子午线轮胎有限元模型,并分析轮胎在标准充气压力、不同载荷条件下静态加载时帘线受力变化的基本特征.结果表明,负荷对轮胎接地区域内帘线受力影响显著,带束层和胎体帘布层以接地影响区边缘为帘线受力变化的分界点;胎圈部位胎体帘线受力随载荷增大而减小的幅度很小,有利于减小胎体端部的应变.     

11R22.5公交专用子午线轮胎的设计及其侧偏特性仿真

介绍11R22.5公交专用子午线轮胎的设计及其侧偏特性仿真情况。轮胎外直径和断面宽分别取1054和280mm,胎圈着合直径取571.5mm,采用低噪声RT606胎面花纹;胎体采用3＋8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线;带束层为4层结构,1#带束层采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线,2#和3#带束层采用3＋9＋15×0.22＋0.15钢丝帘线,4#带束层采用5×0.35HI钢丝帘线;采用六角形钢丝圈。有限元分析结果表明,轮胎接地形状接近椭圆,压力分布比较均匀;侧偏角（α）不超过5°时侧向力（Fy）和α呈线性关系,α在10°附近时Fy达到峰值;α为2°~4°时回正力矩（Mz）达到峰值,随着α的进一步增大Mz迅速减小;轮胎的侧偏特性受轮胎与地面间摩擦系数的影响;侧倾角对Fy影响很小,对Mz影响显著。