基于abaqus的子午线轮胎驻波临界速度研究

《基于abaqus的子午线轮胎驻波临界速度研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于ABAQUS的子午线轮胎驻波临界速度研究王强1张娜1石玉环2王东浩3齐晓杰11.黑龙江工程学院1500002.黑龙江东方学院1500003.黑龙江省交通厅150000摘要木文利用ABAQUS有限元分析软件对195/60R15型子午线轮胎进行了驻波临界速度数值模拟分析，确定了轮胎驻波临界速度的表征方法，并利用测试系统进行了试验验证，得出增大轮胎胎压和减小轮胎负荷可有效增加驻波临界速度值，为汽车安全行驶提供临界速度指标，并为设计制造耐高速性能的轮胎和交通管理提供科学依据。关键词子午线轮胎；驻波；临界速度；有限元；数值模拟0.引言子午线轮胎在高速行驶条件下时，轮胎冠面的

2、波浪振动频率和波浪变形会随车速的增高而增大，当车速达到某一临界点时，轮胎就会发生驻波现象。驻波发生后，轮胎的受热变形、周向和侧向的扭曲变形都会急剧增大，胎体温度迅速上升，材料性能快速下降，严重时就会造成爆胎事故。早期研宄驻波现象的文献多集中于解析的方法，很难全面考虑到轮胎各个部分的结构形式、材料性能等对驻波产生的影响。近几年来，非线性有限元分析技术在轮胎力学分析中得到广泛应用［1,2］,为进一步提高车辆行驶的安全性及促进轮胎制造业的发展，木文利用ABAQUS有限元分析软件仿真和驻波试验测试相结合的方法，对高速行驶轮胎驻波进行数值模拟分析和测试研究，确定轮胎驻波临界速度

3、的表征方法，为汽车安全行驶提供临界速度指标，将会产生一定的社会效益［3-5］。1.轮胎驻波临界速度有限元数值模拟车速分别为150km/h、160km/h、170km/h、180km/h时转动变形效果应力云图如图1、2、3、4所示，应变-时间结果如5所示，求得变形恢复时间为0.01311s。图1150km/h吋变形应力云图图2160km/h吋变形应力云图2010年度黑龙江省教育厅项0（11551404）图3170km/h吋变形应力云图图4180km/h吋变形应力云图图5胎面结点变形恢复示意图临界速度［6】计算为：1.轮胎驻波临界速度测试及分析（1）试验器材试验器材主要为

4、：丰田卡罗拉轿车（195/60R15子午线轮胎）一辆、底盘测功机-台、高速摄像机一台、台式计算机（高速摄像机控制）一台、银光笔一支及其他辅助装置等。（2）实验步骤1）标注轮胎参照点•，2）实验轿车上底盘测功机，安装好固定装置•，3）安装高速摄像机，使高速摄像机的镜头与轮胎圆心水平，且摄像方向与轮胎平面垂直；4）轿车在底盘测功机上的分别以150/h到180km/h的速度匀速行驶，速度间隔10km/h,进行试验测试；5）用摄像机拍摄轮胎在底盘测功机上的运转状态，记录不同速度下轮胎的径向变形变形。6）在利用高速摄像机观察轮胎径向变形的同吋，观测轮胎弹性变形完全冋复时的角度（

5、变形完全冋复点和轴心连线与竖直方向形成的角度）和吋间；7）使用高速摄像机实验数据进行采集；8）将记录图片导入AutoCAD进行计算。（3）驻波临界速度计算由图可知，车速分别为150km/h、160km/h、170km/h、180km/h吋，拟合函数恢复时间结果分别为Tl=0.0104s、T2=0.0111s、T3=0.0108s、T4=0.0098s。再根据式中：t一标点1以前的恢复时间，tz—总时间，一标点1的角度值，一一最后一点角度值，T一拟合的标点1到最终恢复的吋间。根据公式。试验测试值稍大于仿真值。1.结论本文结合国内外学者驻波临界速度理论研宄的一些成果，利用

6、ABAQUS有限元软件进行了驻波临界速度数值模拟，并建立了测试系统对临界速度进行了测试，仿真值、测试值及理论计算值符合较良好，并获得如下结论：(D195/60R15子午线轮胎在胎压=1.2MPa、载荷=280KG、外界温度=20°C的条件下临界速度为268.5km/h；(2)当载荷一定吋提高轮胎胎压，可以减少径向变形，可以缩短弹性恢复时间，从而提高临界速度；(3)在充气压力一定的情况下，减小载荷有利于提高临界速度，速度与驻波发生无线性关系。参考文献【1】庄继德.计算汽车地面力学[M].北京：机械工业出版社,2005.【2】庄继德.现代汽车轮胎技术[M].北京：北京理工

7、大学出版社，2001.【3】PadovanJ.Onstandingwavesintires[J].TireScienceandTechnology,1997,5(2).【4】J.R.Choa,K.W.Kimb，H.S.Jeongb.Numericalinvestigationoftirestandingwaveusing3-Dpatternedtiremodel[J].ScienceDirect,2007(6).【5】AnindaChatterjee,JosephP.CusumanoandJohnD.Zolock.Oncontact-induceds