轮胎力学特性仿真高精度有限元建模方法研究

为提高轮胎有限元仿真精度和更好满足高精度虚拟送样要求,提出一种轮胎逆向剖析方法;首先通过3D扫描获得轮胎断面,然后对轮胎进行断面切割,获取一段具有一定厚度的轮胎断面,并将其摆放在3D扫描结果的打印图纸上,使两者的断面轮廓很好贴合,再次扫描得到轮胎材料分布图。接着利用所获得的实际轮廓和从轮胎生产厂家取得的设计轮廓,通过绕轮心旋转获得3D有限元模型,进行静态工况的有限元仿真和实物轮胎试验;最后仿真对比了不同胎压下设计轮廓和实际轮廓的静态力学特性。结果表明：实际轮廓轮胎的径向刚度、侧向刚度和纵向刚度仿真精度分别达到99.2%、97.9%和98.2%,比设计轮廓分别提升了4.3、4.6和7.4百分点,但两种轮廓轮胎的扭转刚度差异很小;不同胎压下设计轮廓的轮胎各向刚度均大于实际轮廓,且两种轮廓轮胎的各向刚度皆随胎压的升高而增大。     

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。     

轮胎原地转向离散仿真模型

建立了轮胎印记范围内的原地转向物理模型,对印记内的胎面进行了离散处理,分析了胎面单元的变形和滑移情况,通过胎体上下表面的力矩平衡,得到轮胎所受回正力矩,并对计算过程进行了详细说明。给出不同工况下原地转向时轮胎所受回正力矩,并进行了试验验证。结果表明,该离散仿真模型能较好的反应轮胎的原地转向特性,能方便地分析轮胎结构参数及印迹内压力分布对原地转向特性的影响。     

基于有限元分析的轮胎磨损性能优化

在三维非线性有限元分析的基础上,结合正交试验设计、支持向量机和多目标进化算法等技术,建立一套数值优化方法,对子午线轮胎结构进行优化,使轮胎磨损性能得到改善.     

基于SWIFT轮胎模型的防抱死制动系统控制算法仿真

在汽车防抱死制动系统（ABS）开发过程中,需要通过大量的实车试验完成参数标定以保证产品性能和鲁棒性。对于缩短开发周期而言,在设计阶段基于模型实现ABS控制算法的标定和迭代优化具有重要价值。本文建立了包含平面内SWIFT轮胎模型在内的四分之一车辆模型,建立了防抱死制动系统模型并设计了基于规则的逻辑门限ABS控制算法,并基于该平台验证了ABS控制算法的合理性。     

新型无气轮胎与子午线轮胎有限元分析对比

为了获得新型无气轮胎在静态固定载荷下的接地性能,利用有限元非线性理论对其进行了非线性大变形接触分析。考虑轮胎的几何非线性、材料非线性及接触非线性,建立了无气轮胎三维有限元接地模型,得出了无气轮胎在径向载荷下的变形、应力分布、径向刚度。为了进行对比研究,也对普通子午线轮胎进行了同样的分析。分析的结果可作为无气轮胎的设计及优化依据。     

基于逆向工程技术的轮胎3D模型设计研究

以195/65R15规格的轮胎为例,利用三维激光扫描仪对轮胎进行扫描,通过CATIA软件对所得点云数据进行处理,实现曲面重构,建立了轮胎的3D模型.对依据逆向工程技术建立的轮胎3D模型特征尺寸与轮胎实物测量尺寸比较分析表明,所建模型与实际轮胎外形吻合良好,可为进行轮胎特性研究提供参考.     

基于LuGre模型的轮胎原地转向模型

基于LuGre摩擦模型的轮胎原地转向模型可表达不同轮胎刚度和载荷、不同输入频率、不同摩擦特性等工况下的回正力矩随转动角的变化关系,适于进行轮胎模型相关实时仿真运算及控制系统研究.讨论了该模型的建立过程和模型参数对轮胎转向特性的影响,进行了参数的辨识及模型仿真计算与试验结果的对比,结果表明二者有较好的一致性.     

基于复杂花纹的子午线轮胎径向刚度特性仿真

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件,建立了具有复杂胎面花纹的175/65R14型子午线轮胎三维有限元模型.利用Rebar单元模型模拟橡胶-帘线复合材料,采用Yeoh模型模拟超弹性橡胶材料,仿真分析轮胎从轮辋安装、充气到施加垂向载荷全过程的情况,得到轮胎在不同胎压下的径向刚度特性.通过与试验结果的对比,验证了仿真分析的正确性.     

轿车正面碰撞有限元仿真模拟建模

整车撞模拟是当今世界上各大汽车公司进行被动安全性研究的关键技术，它可以减少试验次数，降低开发费用，缩短开发周期。本通过对某国产轿车进行碰撞有限元建模及模拟为例，为我国在整车碰撞研究方面提供一些方法和经验。     

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。     

面向越野汽车通过性虚拟试验的有限元轮胎模型研究

分析了胎压与粘弹性对轮胎模型的影响,提出利用系数修正胎压对刚度和有效接地面积的影响来提高精度的方法。推导了三参数标准线性粘弹性模型的本构关系,得到了四节点等参单元有限元的刚度矩阵,建立了轮胎平面应力状态下的有限元模型。以轮胎六分力传感器为核心构建了轮胎模型的标定和验证系统,标定并验证了该轮胎模型的正确性。     

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。     

轮胎非稳态转向特性非线性仿真模型

本文以轮与路面之间的滑移速度为出发点，在稳态指数统一模型的基础上，建立了轮胎非稳态转向特性非线性仿真模型。在实验研究中，发现了动态过程回正力臂和附加的回正力矩的滞后特性。仿真和试验结果对比表明，该模型足以反映轮胎非线性转向特性，可用于前轮及汽车操纵动力学仿真方面的研究。     

高速滚动汽车轮胎稳态温度场分布的数值研究

建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。应用自行开发的传热和热弹性力学分析有限元软件对中型载货车用9．OO一20(12P．R)尼龙斜交胎进行了稳态温度场仿真计算，获得了胎体内部的稳态温度场分布。分析了轮眙的速度、几何结构参数及材料特性参数对轮胎最高温升的影响，通过回归分析建立了该轮胎速度与最高温升的经验计算公式。     

行人保护小腿冲击器有限元模型开发

针对TRL公司开发的行人保护小腿冲击器,建立了有限元模型.通过EEVC WG17规定的静态、动态标定试验及台架试验,进一步证实了该模型在高速碰撞下的精度,可用于行人保护的开发设计.     

驱动桥壳有限元分析模型的改进

针对目前常用的驱动桥壳有限元分析模型中由于边界条件定义造成结果不准确的问题,在分析模型中引入了板簧的弹性特征,并按不同的边界条件对桥壳应力分布进行了计算。结果表明,按照传统约束方式计算,板簧座外侧桥壳应力高,板簧座内侧桥壳应力位于低;按新建立的边界条件计算,则高应力区将向板簧座内侧的桥壳扩展。测得弯曲及扭转工况下桥壳的应力结果表明,采用常用边界条件所得位于板簧座内侧的桥壳应力计算结果与实际相差接近50%;引入板簧元件后桥壳应力的计算结果则与试验结果相近。     

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.     

动态载荷下轮胎侧偏特性的理论及试验研究

提出了在动载和时变印迹长度下轮胎的接触历程概念,导出了计算动载时轮胎接地印迹内各点接触历程的入迹方程,阐明轮胎动载侧偏力学特性建模机理,克服了动载侧偏特性理论建模的一个基本障碍,建立了考虑胎体平移弹性小幅动载时的理论模型,并提出了轮胎动载侧偏特性的半经验模型,进行了相应的试验研究,给出了试验结果与模型计算结果的比较。