基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析

圓滾滾JSL

2021年4月20日 10:27

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基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖1

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖2

導讀：經市場調研發現，在市場輪胎退賠輪胎占配比中，因胎圈爆破而產生的退配比頗高，約占30%左右。胎圈爆破產生的原因主要是因為在輪胎的構造中，緊挨在一起的胎體簾布層與三角膠、耐磨膠的剛度相差極大，而且在位移趨勢上，比較胎體簾布反包線與內側胎體簾線之間方向相反，故此區域內產生極大的剪切變形，故導致胎圈爆破。

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖3

一、工況描述

此次研究依次取胎體簾布反包高度為0、30、80mm子午線輪胎基于有限元法對對反包端點的主應力、主應變及胎側變形、下沉量進行研究。

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖4

反包高度為0

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖5

反包高度30

反包高度80

二、載荷設置

單變量仿真，除胎體簾布的反包高度不同，其余條件相同。

仿真條件如下：

標準充氣壓強：0.93 MPa
標準負荷為3730 N,穩態滾動線速度為60Km/h。
聲腔采用自適應網格劃分。

首先對輪胎材料進行定義：

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)、BELT（帶束層）、PLY（簾布層）進行材料屬性定義

*Material, name=bead*Density 7.8e-09,*Elastic83000., 0.3*Material, name=carcass*Density 1.1e-09,*Hyperelastic, neo hooke 1.006, 0.02*Material, name=beadf*Density 1.1e-09,*Hyperelastic, neo hooke 0.671, 0.03……………..(后續自行定義)

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖7

其次，進行輪胎截面屬性賦予

*屬性賦予（實體定義）（定義bead、carcass、beadf、beltskm、innerliner、rimcont、tread、air、）** Section: Section-bead*Solid Section, elset=bead, material=bead………………………. (后續自行定義)

*屬性賦予（表面定義加強材）（定義belt1、belt2、ply）** Section: Section-belt1*Surface Section, elset=belt1*REBAR LAYERbelt1_fiber, 0.3318, 1.27,0.0, belt, 68.0……………………………….. (后續自行定義)

再次，輪輞剛體屬性定義：

*RIGID BODY, REF NODE=TIRE-RIM（參考點）, ANALYTICAL SURFACE=RIM（剛性解析面）,PIN NSET=NODE_AIR_RIM（聲腔中綁定在剛體上的點）

然后，接觸對定義：

*TIE,NAME=AIR-TIRE,ADJUST=YESAIR-LINER,TIRE-LINER…………………….. (后續自行定義)

最后，進行充氣仿真分析

*STEP,INC = 100, NAME = pressure, NLGEOM=YES 1:  INFLATION*STATIC 0.25, 1.0*BOUNDARY TIRE-RIM, 1, 2 TIRE-RIM, 6, TIRE-SYM, 2, TIRE-SYM, 5,*DSLOA ……………………………. (后續自行定義)

三、主應力、應變分析

當反包端點S11主應力較大時，端點處容易發生橫向裂口，故對反包高度為0，30,80mm的反包端點進行S11主應力、應變分析：

基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析的圖8