基于ABAQUS的轮胎滚动阻力分析_曹建华

《基于ABAQUS的轮胎滚动阻力分析_曹建华》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第3期九江学院学报(自然科学版)(总第94期)No.3，2011JournalofjiujiangUniversity(naturalsciences)(SumNo.94)基于ABAQUS的轮胎滚动阻力分析曹建华刘胜荣(黄山学院信息工程学院安徽黄山245021)摘要:基于ABAQUS非线性有限元分析软件，建立12R22.5全钢载重子午线轮胎有限元模型。同时，研究分析了轮胎行驶速度、充气压力、垂直载荷、对轮胎稳态滚动阻力的影响，并拟合成滚动阻力的预测公式。结果表明在一定的速度和充气压力下下，滚动阻力及滚动阻力

2、系数会随载荷的增大而增大;在一定的速度和垂直载荷下，滚动阻力会随轮胎充气压力的增大而减小。轮胎的滚动阻力和滚动阻力系数会随着稳态速度的增大而减小。关键词:子午线轮胎有限元模型滚动阻力中图分类号:TQ336.11文献标识码:A文章编号:1674－9545(2011)03－0032－(05)轮胎作为汽车的唯一接地部件，其滚动阻力性迟滞损失，加载过程中所释放出来的功在卸载［1］直接影响汽车的燃油经济性。轮胎的滚动阻力过程中不能全部被回收，这些能量损失就是产生由车辆技术状况、路面参数、轮胎结构参数和车滚动阻力的主要原因，约占

3、轮胎滚动阻力的90～［1］速等因素决定。早期的轮胎滚动阻力研究以试验95%。Schuring将轮胎的滚动阻力定义为轮胎为主，主要有滑行法、反拖法等道路试验方法或滚过单位距离所损耗的能量，也可称为轮胎滚动［1］台架、转鼓测试方法。但这些实验无法给出精确损失。的分析，为了能够更为精确地分析轮胎滚动阻力，2基于热力学的仿真分析过程从而指导轮胎的低滚动阻力设计，有限元方法在热力耦合情况分为:结构分析中的应力－应20世纪90年代开始被引入到轮胎滚动阻力分析与变分布影响轮胎的生热率，进而影响温度场分析［2，3］开发流程中。本文对

4、12R22.5轮胎，利用三维中轮胎的温度场分布;轮胎的温度场分布情况影有限元分析法，在结构分析的基础上，着重对在响轮胎的损耗因子以及其他的材料特性，进而影不同负荷、不同车速和不同气压下的滚动半径及响结构分析中的应力－应变情况。将其分成四个滚动能量损耗等进行了详细的计算及讨论，其分分析步骤:析结果对指导轮胎的设计和制造，有着重大意义。(1)利用大型非线性有限元软件ABAQUS对1滚动阻力的产生机理轮胎进行分析，以确定其全部单元的应变值。将轮胎滚动损耗主要包括轮胎滚动时周期性变考虑橡胶的超弹性材料，轮胎非线性几何，以及形

5、中克服黏弹性材料的应变滞后所消耗的迟滞功、轮胎与轮胎和道路之间的接触问题，并且对轮胎轮胎与地面接触消耗的外摩擦功、轮胎滚动时搅的胎体、带束层、胎圈等部位采用了REBAR膜单动空气引起的流体阻力所消耗的功以及轮胎花纹元以及REBAR实体单元进行模拟。块拍击地面发声所消耗的功等，其中迟滞损失是(2)使用上面得到的单元应变值，计算其单最主要的。黏弹性轮胎在硬路面上滚动时轮胎上元能耗损失，并确定内部热源强度。在此不使用每一微小弹性体工作状态的变化可以看成依次进有限元软件。行径向加载与卸载的过程。由于轮胎材料存在弹(3)应用上

6、面得到内部热源强度，进行传热收稿日期:2011－3－21通讯作者:曹建华，chayana@sina.cn第3期曹建华:基于ABAQUS的轮胎滚动阻力分析·33·［4，5］分析。得到稳态温度场。本文在此选取Yeoh模型:2(4)在以上的基础上，计算出轮胎滚动阻力W=C10·(I1－3)+C20·(I2－3)+C30·(I2－和滚动阻力系数，并拟合滚动阻力的预测方程。33)(2)3有限元模型4静载分析由于轮胎结构复杂、材料品种多，如分为橡虽然*SYMMETRICMODELGENERATION可胶钢丝帘线、尼龙帘线和聚酯帘

7、线等，其中橡胶以生成三维轮胎有限元模型，但二维模型充气后又分有胎面胶、胎肩胶、胎侧胶、三角胶、胎圈对应的应力及应变并没有传递到三维模型，需要护胶、气密层胶以及与骨架材料复合的各种基体用*SYMMETRICRESULTSTRANSFER命令来实橡胶;而胎体、带束层、胎圈则由不同角度的帘行应力应变的传递。当三维模型及应力、应变都线/橡胶复合材料构成。采用二维有限元模型，分生成后，ABAQUS需要一个分析步来实现模型的析了轮胎的充气变形状态;采用三维带有四条纵三维平衡。沟的有限元模型，分析了轮胎的稳态滚动状态。静载工况下，

8、轮胎主要受到两个力的作用，本文研究的对象是一种12R22.5零度带束全一个是作用在轮胎内壁的来自轮胎内部的充气压钢载重子午线轮胎，网格的生成方式是先对轮胎力，另外一个是作用在胎面接触面上的来自外界二维截面进行网格划分，然后通过旋转扫描的方的垂直载荷。本文所分析的轮胎的额定充气压力式生成轮胎的三维网格模型。在此模型中，将轮为930kPa，额定垂直