全钢载重子午线轮胎的稳态分析.pdfVIP

第 ll期 王友善等．全钢载重子午线轮胎 的稳态分析 全钢载重子午线轮胎的稳态分析 王友善 ，吴 健 ，刘连波 (1．哈尔滨工业大学 复合材料与结构研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；2．山东玲珑橡胶有限公司，山东 招远 265406) 摘要 ：为研究轮胎稳态过程性能 ，建立 了轮胎稳态分析有 限元模 型，采 用基 于 TYSYS软件 的前处理，用 ABAQUS建立有 限元模型进行分析 的方法，进行二维断面静态充气分析 、三维静态分析与三维稳态分析 (基于静态分 析)。结果表 明，轮胎稳态滚动时的接触压力最大 ，在启动和制动时，轮胎与地面均有相对滑动，接触压力略有下降，不 同地面摩擦 因数对有效滚动半径的影响很小，但对纵 向剪切力的影响很大 。 关键词 ：全钢载重子午线轮胎 ；有 限元模型 ；TYSYS；稳态滚动分析 中图分类号 ：U463．341 ．3／．6；O241．82 文献标识码 ：B 文章编号：1006—8171(2008)l1—0669—04 轮胎是汽车的重要组成部件 ，在使用 中起到 1 轮胎静力学分析 支承负荷，向地面传递制动力 、驱动力和转向力的 (1)轮胎二维充气装配分析 作用 。轮胎对汽车性能具有十分重要 的影响，车 采用 Neo—Hookean本构模型描述橡胶 的力 辆的许多重要性能都与轮胎 的力学特性有关 ，如 学特性 ，应用 ABAQUS软件中的rebar单元模拟 车辆 的操纵稳定性、行驶与制动的安全性 、车辆动 轮胎内部 的骨架材料。仿真 中轮胎额定负荷为 力性与通过性等 。轮胎力学特性的研究是轮胎设 3730kg，充气 压力 为 0．53MPa，速度为 1O 计与车辆动力学分析和研究的基础[】]。 km ·h_。。 随着有限元技术 的不 断发展 ，其在轮胎力学 轮胎网格数据 由TYSYS软件生成 ，轮胎二 研究方面也得到了广泛 的应用 。日本横滨公司的 维网格如图 1所示。轮胎与轮辋间存在一定 的初 KagaH 等[2]采用线性有限元法分析轮胎结构， 始过盈 ，故轮辋装配时，轮胎先往里推 ，再受充气 并针对耐久性测试问题分析 了转鼓试验机半径变 压力作用与轮辋配合 。采用 ABAQUS／Standard 化对带束层端部应变能密度 的影响。RidhaR 对轮胎进行充气分析 。装配后轮胎的应力分布如 Ac3]对轮胎下沉量与负荷 的变化规律做 了研究。 图2所示 ，最大应力在钢丝 圈处 ，最小应力位于 KennedyRH等[4分析 了带束层结构参数对充 胎侧。 气状态下子午线轮胎受力的影响，但其采用线性 (2)轮胎三维负载分析 分析且没有考虑接触问题 。 基于 ABAQUS的SymmetricModelGener— 本工作基于 TYSYS和 ABAQUS有限元软 ation与 SymmetricResultsTransfer命令从二维 件对全钢载重子午线轮胎在额定负荷下进行静态 和稳态分析。基于 TYSYS建立二维轮胎模 型， 用 ABAQUS进行二维轮胎与轮辋 的充气装配分 析 ，并建立三维轮胎 的受载力学性能分析和稳态 分析有限元模型 。研究不 同摩擦 因数地面对额定 负荷下轮胎力学性能的影响，特别分析了稳态滚 动时，轮胎与轮辋 、地面之间的受力情况 。 作者简介 ：王友善(1970-)，男，黑龙江宁安县人，哈尔滨工业 大学副教授 ，博士，主要从事轮胎力学及柔性材料本构方面的 研 究 图 1 轮胎二维网格示意 670