摩托车轮胎碰撞分析

当摩托车发生碰撞时,前轮胎首先接受到冲击反作用力,这个力将对摩托车运行和骑乘者产生非常严重的后果。通过建立摩托车轮胎有限元模型来模拟摩托车轮胎的碰撞情况,将摩托车前轮胎受到的反作用力十分精确地计算出来,从而进行研究和分析。     

Finite element modeling of static tire enveloping characteristics

To investigate static tire enveloping characteristics, a three dimensional (3-D) finite element model is proposed. The vertical stiffness of the tire is studied on a flat surface with and without cleat. Tire rubber materials and cord layers are represented independently using “rebar” elements available in MSC Marc Mentat. Comparisons of numerical and experimental results are given to show the validity of the proposed model. It is shown that after a certain displacement, the results of the proposed model agree well with experimental results. In addition, the model results show that regardless of the type of the cleat placed under the rim center (hub center), all vertical force curves intersect after a certain displacement, which indicates typical static enveloping characteristics. Moreover, another typical characteristic of the radial tires that is unlike those of bias-ply constructions confirms that the contact patch does not expand laterally after a level vertical load is applied to the tire, which is directly related to fuel consumption and tire tread life.     

虚拟试车场动力学轮胎模型技术研究

以P205/55R16轮胎为对象,建立了虚拟试车场动力学轮胎模型,进行了轮胎径向刚度、扭转特性和侧偏特性的仿真分析。通过与相同工况下的轮胎试验台架测试结果对比可知,所建立的虚拟试车场动力学轮胎模型有效,可以满足虚拟试车场仿真需要。     

DY100A摩托车脚踏支架结构强度分析及改进措施

针对DYIOOA摩托车脚踏支架发生断裂现象,用Pro／E三维造型软件和Patran前后处理软件建立了DY100A脚踏左支架实体模型和有限元网格模型,并Nastran软件对其进行了结构强度和刚度有限元分析,对应力较大的危险部位进行了结构改进,使危险部位应力值有了明显下降,达到了提高设计强度的目的,后经整车装配进行道路强试验及市场验证,解决了DY100A摩托车脚踏左支架断裂故障。     

轮胎泵气噪声有限元仿真分析

轮胎花纹槽泵气噪声是轮胎噪声的主要部分之一。在假设轮胎胎面结构与空气完全耦合的条件下建立轮胎横向花纹槽噪声的有限元模型,在施加与速度相关的强制位移条件下对空气中花纹槽泵气噪声进行仿真仿真,验证轮胎花纹槽泵气噪声的机理,同时通过线性迭加轮胎周向单个横向花纹槽的方法,给出轮胎花纹槽整体噪声的频域曲线。     

The Mechanism of Camber Thrust Generation in a Bias-ply Motorcycle Tire

A finite element model suitable for camber thrust analysis is formed. By inclining and pressing this finite element model onto the road plane, the forces prevailing in the contact patch of an inclined standing tire are calculated and the asymmetry-dependent mechanism of camber thrust generation is analyzed. By rotating the inclined standing tire at a constant vertical deflection, the roll-distance-dependent mechanism of camber thrust generation is analyzed.     

Development of simulation technology for dynamic behavior of crankshaft systems in motorcycle engines

In order to improve durability and marketability of an engine and reduce the development period, a crankshaft system simulation technology was developed.A crankshaft and a crankcase are modeled using the finite element method (FEM). The models and a calculation model of the hydrodynamic reaction force of bearings are linked and the crankshaft behavior is calculated using numerical integration within the time domain. Therefore, this simulation technology enabled accurate prediction of the motion behavior of a crankshaft up to the high operating speeds that are unique to motorcycle engines.     

Prediction procedure for wear distribution of transient rolling tire

As a research method, finite element analysis (FEA) with ABAQUS can help researchers to study throughout the whole process of abnormal tire wear. For precise tread wear simulation, this paper introduces a tire finite element model building method. Then, the model is verified by comparing its simulation results with experiment data. Based on the verified model, tire high-speed rolling procedure is presented by combining steady-state transport analysis and dynamic analysis. To predict the wear distribution, micro tread wear calculation method is described. Finally, the wear prediction procedure of tread mesh evolving is introduced and tire polygonal wear pattern is simulated by this procedure.     

实心橡胶轮胎温度场有限元分析

根据高速履带车辆实心橡胶轮胎的工作条件,在合理假设基础上建立了轮胎热分析有限元模型。借助大型有限元分析软件ANSYS,对某型实心橡胶轮胎温度场的计算,得到了轮胎内部温度场的分布情况,并讨论了轮胎厚度、轮胎宽度、车速、载荷等参数对轮胎温升特性的影响。     

Simplified Analysis of Steady-State Turning Behaviour of Motor Vehicles Part 2: Stability of the Steady-State Turn∗

SUMMARY

A finite element model suitable for camber thrust analysis is formed. By inclining and pressing this finite element model onto the road plane, the forces prevailing in the contact patch of an inclined standing tire are calculated and the asymmetry-dependent mechanism of camber thrust generation is analyzed. By rotating the inclined standing tire at a constant vertical deflection, the roll-distance-dependent mechanism of camber thrust generation is analyzed.     

摩托车车架系统疲劳强度分析及寿命预估

对疲劳强度理论进行分析,结合摩托车车架系统的疲劳类型为机械高周变幅疲劳的特点,提出采用安全寿命设计方法分析摩托车车架系统疲劳问题的研究思路。建立了与疲劳试验机试验工况相对应的摩托车车架系统有限元分析模型,对摩托车车架系统疲劳强度进行了计算,在此基础上对该车架系统的疲劳寿命进行了预估,车架疲劳试验机上试验结果验证了理论分析的正确性,为车架疲劳强度分析及寿命预估提供了理论依据。     

非均布移动荷载下含表面裂缝路面结构应力响应

采用移动加载的动载模型,考虑轮胎花纹形式,选用非均布轮胎荷载模式,建立三维有限元路面结构模型分析了非均布移动荷载作用下含表面纵向和横向裂缝路面结构的应力响应,以探求移动荷载作用下表面裂缝的开裂机理.采用空间有限元——时间差分法对问题进行数值求解.分析过程中对裂缝尖端网格局部进行加密处理,并用位移法求取裂缝尖端的应力强度...     

带复杂花纹的轮胎滑水显式动力学分析

以205/55R16型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3种不同胎面花纹的轮胎有限元分析模型.利用该模型进行载荷一下沉量及流体压力一行驶速度分析结果表明.轮胎有限元模型和骨架材料的等效简化方法以及滑水求解策略有效.在此基础上,考察了胎面花纹形态对轮胎滑水性能的影响.结果表明.S型轮胎和V型轮胎由于横向花纹沟的存在,滑水性能优于纵沟胎.     

子午线轮胎静态接触有限元分析及试验研究

对子午线轮胎195／60R14进行了三维非线性有限元分析及试验研究。在有限元模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、轮胎与轮辋过盈配合以及轮胎接触非线性。得出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触压力分布、载荷-变形关系等结果。采用连续加载、卸载方式，开展了轮胎准静态负荷试验。实时记录了试验中轮胎受力与变形关系，并采用压力敏感膜测量了轮胎接地区域内的压力分布状况。计算结果和试验结果符合较好。     

摩托车管式车架复杂空间模型从UG到ANSYS的自动转换

以摩托车管式车架为例,用UG的二次开发工具GRIP和ANSYS的APDL模块编写接口程序,实现UG的CAD三维车架图形到ANSYS三维刚架有限元模型的自动转换。该工作对复杂空间管架类结构的有限元自动建模有普遍应用价值。     

子午线轮胎滚动阻力的数值模拟

利用MSC．MARC软件对子午线轮胎的滚动阻力进行了三维有限元分析计算,对轮胎的胎体、带束层、胎圈等部位采用了rebar膜单元以及rebar实体单元进行模拟,采用Yeoh材料模式描述橡胶材料,对特定的子午胎在不同负荷、不同速度下的滚动阻力进行了预测,并将预测结果与实测值进行了比较。     

汽车轮胎结构非线性有限元分析

本文综述了轮胎力学的发展历史与现状，阐明了轮胎结构分析的几各主要方法、研究内容及其优缺点，并重点介绍了在子午三维非线性有限元结构分析方面的工作，包括轮胎的充气，竖直加载、稳态滚动、滚动阻力及温度场分析，给出了相应的算例。由于采用一些新的方法和技术，考虑了更真实的轮胎材料模型，结构和载荷，使得分析更为有效、精确，分析结果可作为轮胎的设计，试验与改进的依据。     

载重子午轮胎与路面相互作用的分析

根据全钢载重子午线轮胎12.00R20的实际结构,考虑轮胎的几何非线性、材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性,应用有限元的方法建立轮胎的三维模型,橡胶材料采用Yeoh模型,橡胶-帘线复合材料采用加强筋模型,并通过轮胎径向刚度的测试验证了模型的有效性.在数值模拟中分析了轮胎在一定充气压力时,在不同垂直载荷和牵引速度的作用下,与地面在接触区域的变形情况、应力分布、摩擦应力分布等滚动接触规律.结果表明,轮胎与地面接触应力分布存在明显的非均匀性,轮胎的接地面积和地面总反力随着滚动速度的升高而增大.     

车辆-模数式伸缩缝耦合振动与冲击荷载分析

为研究导致伸缩缝及其相邻路面损坏的车轮冲击荷载,以桥梁工程中常用的模数式伸缩缝为例,提出一种车辆-桥梁-模数式伸缩缝耦合振动的分析方法。该方法通过分布式弹簧阻尼单元模拟车轮在伸缩缝上的脱空情况;采用等效悬臂或两侧支撑梁模型,考虑脱空段轮胎面的支撑作用,通过车辆-桥梁-伸缩缝耦合振动的迭代算法,实现模数式伸缩缝上的车轮动力荷载的准确模拟,并对载重汽车通过双缝模数式伸缩缝进行实例分析。研究结果表明：①由于伸缩缝结构和车轮位置的变动,很难保证车辆振动的对称性,因此需要采用三维有限元方法分析车轮冲击荷载;②伸缩缝空隙处轮胎面的支撑有助于减小车轮冲击荷载,该支撑刚度与胎面预拉应力密切相关,胎面预拉应力越大,支撑刚度越大,轮载冲击系数越小;③车辆不对称振动导致左右轮冲击系数不同,模数式伸缩缝的中梁跨中冲击系数最大;④模数式伸缩缝上的轮载冲击系数计算值可能超过中国伸缩缝设计指南规定值,该方法可用于确定模数式伸缩缝的最大容许间隙,使车轮冲击荷载小于设计值,以保障伸缩缝的安全服役。     

汽车轮胎滚动阻力试验机测试方法分析

为了对汽车轮胎滚动阻力测试方案的可行性进行预先评估,基于检测设备的结构模型,提出了一种运用位移量对轮胎滚动阻力进行仿真分析的新方法。在简述滚动阻力有限元测试模型构建过程的基础上,通过改变轮胎的外部使用参数,分析传感器板在不同工况下位移场的分布情况,制定了设备的测试方案。以传感器的安装位置作为目标检测点,建立轮胎滚动阻力位移场与控制参数之间的关系曲线。最后将采集的数据经过平均滤波处理,与实验室的实测数据进行了趋势性对比。结果表明：采用该测试方法,轮胎滚动阻力随着轮胎负载和速度的增加而增大,随着气压的变大而减小;仿真结果和试验数据在相同工况下的变化趋势基本一致;该测试方法合理、可行。