目前對于輪胎的有限元仿真基本都是基于Abaqus進行仿真運算，因輪胎具有復雜多層結構和多種材料，導致輪胎的有限元建模過程復雜。因Hyper mesh 具有強大的有限元前處理功能，故在此對基于Hyper mesh 的輪胎建模進行講述。輪胎胎體建模時，首先要進行二維建模：

一 二維輪胎網格劃分：

1. 在Hyper mesh中打開二維輪胎模型：

1. 圖1. 二維胎體 圖2.胎體簾線 圖3.輪輞解析體

2. 對二維胎體進行網格劃分：分別對TREAD(胎面) 、BELTSKM(帶束膠)、 INNERLINEAR(內襯層）、BEAD(鋼絲圈)、RIMCONT(子口護膠)、SIDEWALL(胎側)、CARCASS(胎體膠)、 BEADF(三角膠)進行網格劃分，點擊2D>automesh選擇相應的區域，設置尺寸進行劃分，如圖4所示：

   

   劃分后的二維胎體網格模型如下：

   

3. 空腔網格劃分：有時在做輪胎有限元仿真時，為了保證結果的精確度需要對空腔進行網格劃分，此時用Spline進行劃分

   

   依次選擇內襯層的結點以及輪輞質心點，劃分后的網格模型如下所示：

   

4. 胎體簾線劃分：

   點擊1D>line mesh進行劃分，如下圖所示：

   

   劃分后的網格模型如下：

   

   由于采用的是對稱分析，故還需將上述所化網格進行對稱獲得完整的二維輪胎有限元模型：

5. 對稱采用Tool>reflect，先將二維胎體進行對稱

   

   點擊elems>點擊by collector選擇TREAD 、BELTSKM、 INNERLINEAR、BEAD、RIMCONT、SIDEWALL、CARCASS、 BEADF；隨后再點擊duplicate,在彈出的框中選擇original comp,選擇y軸，設置B對稱點，點擊reflect,return完成對稱，對稱后的二維胎體如下所示：

   

   同理對空腔以及胎體簾線進行對稱，所得完整的二維輪胎網格模型如下所示：

   

6. 對稱后上下兩部分是獨立的，此時需要連接共節點，點擊Tool>faces

   

   

   分別對二維胎體、胎體簾線、空腔進行選擇，選擇后選擇默認容差度，點擊preview equiv再點擊equivalence完成共節點。

7. 檢查空腔單元是否與胎體單元相接觸，點擊tool>mask>點擊空腔任意單元>點擊by attached進行檢查。

   

   若接觸點擊2D>detach進行分割處理；

8. 設置單元類型：2D>elem types

   

部件	單元種類	單元類型
TREAD	2D	CGAX3H/CGAX4H
BELTSKM	2D	CGAX3H/CGAX4H
INNERLINEAR	2D	CGAX3H/CGAX4H
BEAD	2D	CGAX3H/CGAX4H
RIMCONT	2D	CGAX3H/CGAX4H
SIDEWALL	2D	CGAX3H/CGAX4H
CARCASS	2D	CGAX3H/CGAX4H
BEADF	2D	CGAX3H/CGAX4H
BELT1（帶束層1）	1D	SFMGAX1
BELT2（帶束層2）	1D	SFMGAX1
PLY（簾布層）	1D	SFMGAX1
空腔	2D	ACAX3/ACAX4

二 輪胎接觸面建立

點擊主界面的Utility選擇Contact Manager彈出對話框如下所示：

在Surface一欄下點擊New分別建立以下五個接觸面：

AIR-LINER:空氣與輪胎接觸面

TIRE-LINER:輪胎與空氣接觸面

TIRE-TREAD:輪胎與地面接觸面

TIRE-RIMCONT:輪胎與輪輞接觸面

RIM:輪輞解析剛體

以AIR-LINER為例，點擊NEW新建以AIR-LINER命名的接觸面

點擊創建后進入如下對話框：

點擊Elements,選擇空氣單元中與內襯層相接觸的單元，點擊proceed,點Nodes選擇相接觸的結點，點擊proceed，點擊add，點擊close.所建接觸面如下所示：

同上依次建立TIRE-LINER、TIRE-TREAD、TIRE-RIMCONT接觸面。

建立RIM:輪輞解析剛體，點擊NEW新建以RIM命名的接觸面,類型選擇解析剛體：

點擊創建后進入以下對話框：

選擇Pick Lines,自上而下選擇輪輞剛性線，保證方向朝右（指向輪胎），至此所有接觸面建立完成。

三 輪胎模型單元和節點設置

為了方便后續使用文本編輯器創建inp文件，需建立以下**：

ELEM_AIR:空氣單元**

TIRE-SYM:輪胎對稱點

NODE_AIR_RIM:空氣單元綁定在輪輞解析剛體的結點

NODE_AIR:空氣單元節點**

NODE_TIRE:輪胎節點**

TIRE-RIM:輪輞質心點

以ELEM_AIR為例，點擊Analysis>entity sets進入如下界面：

elems選擇空氣單元，點擊creat.依次建立所需單元和節點。

四 內置區域設置

五 導出模型

點擊Export,勾選以下設置，進行模型導出。

以上就是2D輪胎有限元仿真前處理的全部過程，如有疑問，請在下方留言，謝謝。

jishulin.rar