子午线轮胎模态分析的有限元方法

轮胎的动态特性是影响车辆整体性能的重要指标之一,文章在充分考虑轮胎材料的各种非线性特性的基础之上,应用ANSYS软件建立了用于子午线轮胎动态特性分析的非线性有限元模型,并针对该模型进行了模态分析,得到了其固有频率及相应的振型。结果证明,该方法具有一定工程实用价值,为轮胎的后续动态分析奠定了基础,并为轮胎特性对整车性能影响的研究提供参考依据。     

带束层冠部钢丝排列角度对子午线轮胎力学特性的影响

利用ABAQUS软件建立子午线轮胎有限元仿真模型,分别对60°/-60°、68°/-68°、76°/-76°3种带束角的轮胎进行负载运动仿真。结果表明：轮胎所受侧向力随着带束角增大而增大,60°/-60°带束角轮胎侧向力是76°/-76°带束角轮胎侧向力的52%;轮胎所受的纵向力随着带束角增大而减小,60°/-60°带束角轮胎纵向力是76°/-76°带束角轮胎纵向力的118%;轮胎的动能随着带束角增大而增大,60°/-60°带束角轮胎动能是76°/-76°带束角轮胎动能的97%;轮胎的内能随着带束角增大而减小,60°/-60°带束角轮胎初始内能比76°/-76°带束角轮胎初始内能高123%。综合对比分析3种不同带束角对轮胎的影响,得到最优带束角为68°/-68°。     

子午线轮胎静态接触特性分析与研究

采用ANSYS软件非线性分析技术，通过三维体单元、层单元和接触单元，建立了60系列的R15型子午线轮胎的三维有限元模型。根据相对运动的原理，使用Pilot节点控制刚性目标面压向轮胎，得到了在静态接触过程中轮胎各部位的形态变化、应力分布和接地区印迹分布，为进一步进行子午线轮胎的动态接触分析和结构优化设计奠定了基础。     

乘用车子午线轮胎滚动阻力的有限元仿真分析

运用ABAQUS软件对185/60R15、205/55R16和225/50R17三种常用乘用车子午线轮胎的滚动阻力进行了仿真分析。讨论了各个材料组成部分对轮胎滚动阻力的影响。为提高计算效率,在仿真模型中利用边界约束取代轮胎与轮辋的装配。轮胎模型运用加强筋单元模拟轮胎复合材料的帘线结构,Yeoh材料模型描述橡胶材料,以获得不同结构、不同材料特性的轮胎在标准负荷和胎压下的滚动阻力。三个轮胎的仿真结果与转鼓试验的一致性表明,有限元方法可以对乘用车轮胎的滚动阻力进行有效的仿真评价。     

计及复杂胎面花纹的子午线轮胎有限元分析

针对11.00R20型全钢载重子午线轮胎,对复杂胎面花纹进行有限元模拟分析,并与不包含花纹的光面轮胎模型的计算结果进行对比.结果表明,在静负荷状态,是否考虑胎面花纹,对轮胎胎冠部橡胶结构内受力分布有一定影响,对骨架结构受力分布特征影响较小,对接地压力分布特征有较大影响,与不包含花纹的轮胎相比,包含复杂胎面花纹的轮胎的接地压力分布较为均匀.     

扁平化对子午线轮胎稳态温度场影响的有限元分析

以195/60R14半钢子午线轮胎为参考轮胎,用简化的方法建立了不同扁平率的有限元模型.这一简化方法的特点是单一改变断面宽度并通过选择合适的同一下沉量来保持负荷系数基本不变.根据解耦的方法计算得到了保持固定下沉量时不同扁平率轮胎的能量损耗和稳态温度场.结果表明,不同扁平率轮胎的胎肩部均为截面上温度最高的区域;随着扁平率的降低,胎肩、胎冠部的温度有明显的下降,但胎侧、胎圈部的温度几乎没有变化.     

考虑胎圈/轮辋接触的子午线轮胎三维有限元分析

近10多年来,有限元方法被越来越多的应用于轮胎设计过程,进行参数化研究,从而减少轮胎发展周期,甚至可以替代一定的轮胎测试.文中轮胎的材料非线性、几何非线性及接触非线性的有限元分析,着重研究了胎圈与轮辋接触面的应力分布.此外,要优化钢丝圈面积以提高耐久性,改进整个轮胎的设计以达到预期的疲劳寿命,必须准确掌握轮胎与轮辋之间的接触压力状态.     

受地面接触约束的子午线轮胎的模态分析

将三维非线性有限元分析理论用于轮胎的模态分析中,探讨用有限元模型获取轮胎模态参数的方法,研究地面约束对轮胎模态参数的影响.建模时充分考虑橡胶材料的超弹性和各向异性.为控制网格划分的密度与精度,采用数字化轮廓技术,在UG软件中绘制轮胎断面曲线,将离散化后的曲线信息导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行不同约束条件下的模态模拟仿真分析,获得了轮胎相应的固有频率和振型.还分析了不同情况下轮胎模型约束的合理施加方法.     

计及胎面花纹影响的轮胎侧偏特性有限元分析

以205/55R16半钢子午线轮胎为参考轮胎,利用组合类保角映射簇建模法构建了不同胎面花纹的一系列轮胎有限元模型,得到了完全的、较高质量的六面体网格,并形成了花纹轮胎侧偏滚动工况的先隐式后显式算法的求解策略.计算结果表明,采用的有限元模型和求解策略是有效的,将数值振荡控制在了一个较低的水平.在此基础上,考察了胎面花纹对轮胎侧偏特性的影响.结果表明,与光面轮胎相比,花纹轮胎的侧偏刚度与回正刚度有明显减小;非对称花纹轮胎与对称花纹轮胎之间的侧偏刚度与回正刚度差别很小;非对称花纹轮胎的残余侧向力和残余回正力矩与光面轮胎和对称花纹轮胎相比有明显减小.     

全钢丝载重子午线轮胎的有限元分析

在考虑轮胎的材料非线性、几何非线性、轮胎与地面接触的非线性情况下,建立轮胎稳态滚动的三维有限元模型.分析轮胎静态加载过程、加速过程、自由滚动过程,得到不同工况下胎圈和胎冠部位的应力云图以及帘线的等效Von mises应力,并进一步得出轮胎复合材料中帘线和橡胶之间的相时位移,发现在胎圈部位帘线和橡胶出现剥离现象,为进一步研究轮胎动态特性提供了参考.     

子午线轮胎静态接触的有限元分析

采用ANSYS软件非线性分析技术,通过三维体单元、层单元和接触单元,建立了60系列的R15型子午线轮胎的三维有限元模型。根据相对运动的原理,使用Pilot节点控制刚性目标面压向轮胎,得到了在接触过程中的轮胎各部位的变形和应力情况,为进一步进行子午线轮胎的动态接触分析和结构优化设计奠定了基础。     

载重子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以ABAQUS软件为平台,建立了子午线轮胎稳态滚动分析的三维有限元模型.在有限元模型中充分考虑到轮胎材料、结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合,轮胎与地面的摩擦等状况,对轮胎在标准气压、额定载荷下的不同滚动状态进行了模拟.分析了不同工况下轮胎接地面的法向应力、摩擦应力和带束层帘线应力分布等滚动特性,为轮胎的结构设计、振动与噪声分析提供了依据.     

子午线轮胎的三维非线性有限元分析

介绍了采用大型通用有限元程序ＡＮＳＹＳ中Ｓｏｌｉｄ４６层单元等多种具有不同特性的单元来模拟子午线轮胎的情况。模拟分析了子午线轮胎２０５／６０Ｒ１５的接触问题,研究表明,模拟结果与样品轮胎实测结果比较吻合。     

轮胎侧偏性能有限元分析

采用ANSYS有限元程序非线性分析技术,利用三维体单元、层单元和接触单元建立子午线轮胎(205/60R15)的三维有限元模型,对轮胎的侧偏工况进行了模拟,并对轮胎发生侧偏时各部分应力、应变及轮胎变形情况进行了详细的分析。     

轧机机架的动态特性仿真与结构优化

应用有限元分析方法,对某铝带二辊轧机机架装配系统进行了动态特性仿真,得出了固有频率和振型的变化规律.针对轧机机架的薄弱环节,通过参数化方法进行灵敏度分析和结构优化设计,使系统的动态特性得到提高,该结论为高性能轧机的设计优化,提供了一定的参考.     

CFRP索斜拉桥动态特性的有限元分析及动态试验

介绍了国内首座CFRP索斜拉桥的工程概况;建立了该桥的三维空间梁壳杆系有限元动态分析模型,进行了结构动态特性有限元分析;进行了环境激励下国内首座CFRP索斜拉桥结构动态特性的测试,结合试验结果对国内首座CFRP索斜拉桥的动态特性进行了分析。同时,将实桥动态试验结果与有限元动态特性分析结果进行了对比分析。结果表明,有限元动态特性分析的低阶频率和振型与试验测得的频率与振型结果基本吻合。笔者等试验及相关研究分析结论可为CFRP索桥梁的动态建模、动态特性分析、抗震抗风设计及CFRP新型缆索材料在桥梁工程中的进一步推广应用提供一定的参考依据。     

基于Windows平台的子午线轮胎CAD系统

用VisualBasic语言开发了子午线轮胎CAD系统 ,采用了数字化轮廓描述方法,实现了自动生成ANSYS有限元模型文件和参数化绘图的功能。并阐述了子午线轮胎CAD系统的使用环境和界面情况。     

基于有限元法的车载机柜动态特性仿真分析

针对机柜在车载环境中受到冲击载荷的作用产生疲劳破坏,在分析车载机柜结构特点和材料力学性能的基础上,建立了车载机柜结构的有限元模型.对模型提取了前41阶自振频率,确定了机柜的第一和第二阶模态振型.利用ANSYS软件对机柜进行了模态分析、半正弦波冲击响应分析和后峰锯齿波冲击响应分析,结果表明该机柜的强度满足要求.     

复合式后悬架轮胎偏磨损动态仿真

通过将轮胎偏磨损物理模型和轿车复合式悬架动力学模型结合起来，建立了可用于动态分析复合式悬架轮胎偏磨损的悬架-轮胎-地面动力学系统．轮胎偏磨损模型主要考虑了轮胎力学特性在胎宽方向的变化．采用正弦信号对悬架动力学模型进行激励，将采集到的各种参数的实时动态数据导人到物理模型中，通过计算胎宽方向的局部摩擦耗散能来预测轮胎的偏磨损．仿真结果与实际现象较一致，验证了模型的正确性．所建立的动力学系统可以帮助分析悬架动力学特性对轮胎偏磨损的影响．