子午线轮胎静态接触三维非线性有限元分析

采用三维实体单元对195／60R14规格子午线轮胎进行了三维非线性有限元分析，考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、橡胶-帘线复合材料的各向异性、轮胎与轮毂过盈配合以及轮胎接触非线性，给出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触区形状变化、接触压力分布、载荷-变形关系等结果，对轮胎的设计和改进具有一定的指导意义。     

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.     

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。     

汽车悬架用空气弹簧的非线性有限元分析

讨论了空气弹簧的材料、几何、接触、载荷等非线性力学特征，提出了运用非线性有限元法对空气弹簧进行结构分析的思路，并对某型汽车空气弹簧进行了充气变形与刚度特性分析，刚度特性的有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

基于有限元法的铝合金轮毂耐冲击研究

本论文以三维造型软件UG和非线性有限元分析软件ANSYS／LS—DYNA为工具,建立了包括铝合金轮毂,轮胎和冲击块在内的非线性有限元力学模型。有限元模型的建立结合试验定义了铝合金的材料参数;依照ANSYS／LS—DYNA接触算法中罚函数方法的要求定义了轮毂与冲击块和轮胎与冲击块的接触;同时根据轮毂各部位的结构和功能特点在有限元网格划分时运用了分块划分的方式,大大降低了单元和节点数量,提高了计算效率。     

体外预应力钢-混凝土组合连续梁试验研究

进行了预应力钢-混凝土组合连续梁的静载全过程试验，分析了荷载-跨中变形特征，沿梁长度的滑移分布规律，截面高度方向的应变分布、预应力筋应力变化以及连续梁的内力重分布机理、破坏模态与极限强度；非线性有限元分析结果、简化计算模型预测结果与试验结果吻合较好。     

基于有限元法的铝合金轮毂耐冲击研究

本论文以三维造型软件UG和非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA为工具,建立了包括铝合金轮毂,轮胎和冲击块在内的非线性有限元力学模型。有限元模型的建立结合试验定义了铝合金的材料参数;依照ANSYS/LS-DYNA接触算法中罚函数方法的要求定义了轮毂与冲击块和轮胎与冲击块的接触;同时根据轮毂各部位的结构和功能特点在有限元网格划分时运用了分块划分的方式,大大降低了单元和节点数量,提高了计算效率。对所建立的非线性有限元模型进行数值模拟和仿真,对危险部位失效的可能性进行了预测,以实际冲击试验对两个不同冲击部位进行试验验证。同时研究了减薄轮毂厚度对轮毂耐冲击性的影响。该有限元模型的建立和分析方法为轮毂设计人员在前期开发时提供了有益的思路。     

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。     

一种新的摩托车活塞有限元模型

以ＡＸ１００摩托车发动机活塞为研究对象，将接触问题非线性有限元理论应用于活塞的结构强度分析与计算，提出了一种新的活塞三维有限元接触模型，利用该模型对活塞进行分析与计算，不仅可以得到活塞的应力和变形，还可以计算出活塞与活塞销之间的压力分布。     

某钢筋混凝土简支斜板桥失效原因分析

以某高速失效简支钢筋混凝土斜空心板梁为研究对象,建立三维非线性分离式有限元模型,考虑材料非线性与接触非线性,并在支座和混凝土梁底相应部位建立绑定接触,以避免应力集中导致非线性计算难以收敛。重点分析了混凝土空心板梁受力情况、混凝土裂缝分布、板梁变形与刚度验算以及钢筋应力分布情况。计算结果与失效板梁实际情况吻合较好,表明所建模型及模拟方法是可行有效的。模拟方法与所得结果对该工程具有积极的指导意义,对其他类似工程的分析也具有一定的借鉴作用。     

轻型货车轮胎接地压力分布实测

利用自主开发的轮胎接地压力测试仪,进行了轻型货车不同花纹和不同使用年限轮胎,在不同轮胎胎压和不同负荷作用下,轮胎的接地压力分布规律测量。实测结果发现:轻型货车轮胎与路面的接触形状更接近于矩形;新胎比旧胎的接地压力要均匀些;轮胎胎压与平均接地压力、轮胎负荷与平均接地压力、轮胎负荷与有效接地面积基本上呈线性关系。     

轮胎在水平路面上的自由滚动接触分析

利用轮胎的模态参数直接对轮胎在水平路面上的滚动建立了便于解析计算的仿真模型。该模型可模拟轮胎稳态的滚动过程并可计算出不小同工况下的滚动特性、有效滚动半径、载荷与下沉量的关系以及印迹内变形和分布力。计算结果揭示了以往模型难以描述的微观现象,与以往文献的试验研究结果定性一致,充分显示了模型的合理性。     

An optical tire contact pressure test bench

An optical tire contact pressure test bench developed by the IMMa group is described. The measurement system is based on the frustration of total internal reflection (FTIR) of light. The test bench allows performing normal pressure distribution and patch contact shape measurements on passenger car tires. The system is based on the use of a laterally illuminated glass on which the tire leans. Between them a plastic interphase is located that will cause the FTIR of light. A video camera catches the formed shining image through the glass. The brightness level in each pixel of the image can be related to the existing normal pressure. The study of the contact patch provided by the bench makes it possible to characterize tire behaviour under different loading states, inflation pressure, tire defects and toe and camber angles. The bench incorporates a computerized load and control system of the tire operation parameters, an image acquisition module and a data acquisition system that allow monitoring and acting on the experimental variables of interest in the tests such as load on the tire and environmental conditions. A supporting mechanical system incorporated to the bench allows providing the tire with variable toe and camber angles. From the images obtained with this system, the maximum normal pressure points, total force, size and shape of the patch can be determined, which are related to the tire-use conditions. As an application example, results that show the patch size and shape under different load and tire inflation pressures are presented. A further application, which is the use of the system for the detection and study of defective tires is also presented.     

An optical tire contact pressure test bench

An optical tire contact pressure test bench developed by the IMMa group is described. The measurement system is based on the frustration of total internal reflection (FTIR) of light. The test bench allows performing normal pressure distribution and patch contact shape measurements on passenger car tires. The system is based on the use of a laterally illuminated glass on which the tire leans. Between them a plastic interphase is located that will cause the FTIR of light. A video camera catches the formed shining image through the glass. The brightness level in each pixel of the image can be related to the existing normal pressure. The study of the contact patch provided by the bench makes it possible to characterize tire behaviour under different loading states, inflation pressure, tire defects and toe and camber angles. The bench incorporates a computerized load and control system of the tire operation parameters, an image acquisition module and a data acquisition system that allow monitoring and acting on the experimental variables of interest in the tests such as load on the tire and environmental conditions. A supporting mechanical system incorporated to the bench allows providing the tire with variable toe and camber angles. From the images obtained with this system, the maximum normal pressure points, total force, size and shape of the patch can be determined, which are related to the tire-use conditions. As an application example, results that show the patch size and shape under different load and tire inflation pressures are presented. A further application, which is the use of the system for the detection and study of defective tires is also presented.     

汽车轮胎气压电子实时监测系统

轮胎气压不足,将增大轮胎的弯曲变形,加快轮胎的磨损,增大车轮的滚动摩擦阻力,从而导致油耗显著增加,特别是当汽车高速行驶时,更会削弱轮胎的承载能力,导致轮胎破裂漏气。以北美市场及德国BERU公司的产品为例,介绍了轮胎压力电子实时监测系统的技术和市场方面的最新发展趋势。     

山区高速公路坡面荷载的动态效应与实测研究

为了获取公路陡坡路段荷载对路面结构的动态效应,为理论计算分析和试验分析提供可靠的参数,利用自主开发的轮胎对地压力动态分布实时测量装置,进行了不同车型、不同载重、不同车速和不同纵坡条件下坡面轮胎接地压力的动态测量,得出了不同速度下坡面轮胎接地压力的分布及其变化规律。结果表明,高速运动状态下,重载货车轮胎接地形状近似于矩形,车速越高接地形状接近矩形的相似程度愈高;随着车速提高,接地压力的分布形式从凸起型分布逐渐向鞍型分布演变,接地压力峰值逐渐减小;运动状态下,车辆轮胎接地压力在行进方向上呈半正弦波分布,在横向上表现为非均匀分布。     

利用试验模态参数建立轮胎非稳态侧偏模型

在对轮胎垂直特性和稳态侧偏特性建模的基础上，利用由轮胎模态试验提取的试验模态参数建立了轮胎非稳态侧偏模型，该模型考虑了印迹的动态变形和胎宽的影响，对印迹进行离散化并初步计入了速度对非稳态性的影响，推导出侧向力和回正力矩关于侧向位移和摆动角的传递函数的解析公式，可以计算不同载荷下的非稳态特性，计算结果与文献中的试验结果相符，建模和计算结果说明利用试验模态参数可以方便地建立轮胎的非稳态特性，计算结果与     

外倾和侧偏联合作用下轮胎接地印迹研究

基于德国Daimler Chrysler研发的Dtire轮胎模型，对外倾和侧偏联合工况下轮胎接地印迹形状和接地压力分布进行了研究，旨在为提高轮胎的附着性能，改善车辆的操纵性能以及改善轮胎磨损寻找可行的途径。     

基于FSI方法的轮胎横向花纹沟泵吸噪声研究

运用abaqus对具有横向花纹槽的轮胎滚动进行仿真,提取轮胎沟槽表面在轮胎接地过程中随时间的变形曲线。建立单个横向花纹沟和其周围的空气域模型,在沟槽表面加载变形曲线,利用FSI方法分析了横向花纹沟尺寸对轮胎花纹沟泵吸噪声的影响。从分析结果可知,轮胎花纹沟泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小,随着沟槽宽度的增大而增大,但随沟槽深度的变化不明显。本文结果与相关文献的试验结果一致,表明FSI方法分析轮胎花纹沟泵吸噪声可行。