輪胎、路面
關注創建者：君子嵐 創建時間：2020-04-01
輪胎、路面的視頻教程
積水路面行駛水花濺射分析
背景介紹 ????輪胎是影響汽車操縱動力學特性最重要的零部件之一,在降雨、降雪天氣等路面附著狀況較差時,不同的胎面紋理將在積水路面產生不同的效果。仿真中通過建立輪胎、水體以及路面的幾何模型，基于CEL方法構建了水體的本構模型，研究了胎面紋理對路面水體的影響效果，為相關分析做了一點點基礎。
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輪胎、路面的實例教程
路面的邊界條件主要是通過上文路面層狀彈性體系模型得出：
（1）對于面層只在載荷區域存在集中應力，定義輪胎與路面硬接觸（參考點與路面）；
（2）定義路面土基的最底層為固定約束，即U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3；
（3）定義路面側面四個層只能沿該平面方向產生位移，即在XZ平面的約束為
U2=UR1=UR3=0；在YZ平面的約束為U1=UR2=UR3=0；
對于輪胎的約束條件比較復雜，考慮網格劃分引起的輪胎底面與路面的點面接觸，在后續計算中可能會遇到不收斂的情況，需要對輪胎整體進行位移約束，輪胎的邊界條件主要是考慮預加載的方法進行定義：
（1）取整個輪胎的幾何中心為參考點，作為后面載荷的施加點；
（2）step1中對模型施加重力、載荷力、胎壓，只打開輪胎豎直方向的位移約束U3；
（3）step3在step1的基礎上，打開輪胎水平方向的位移約束U1，此過程極短；
（4）step2在step3的基礎上，又打開輪胎沿XZ平面的轉動，給予輪胎順時針的轉動，同時對輪胎中心參考點設置減速度。
其中step2為仿真中得到數據的載荷步。
③輪胎-道路耦合有限元模型如圖所示：
四、方法計算的機時耗費情況：一個工況需要計算23個小時
五、仿真計算的結果分析：
本文通過控制變量法進行研究，主要是根據輪胎不同的減速度，不同的初始速度，不同的載荷，不同胎壓，不同的路面摩擦系數，以及在制動時，不同初始滑移率下的最大Mises應力值，最大剪切應力值，最大法向位移數值的變化情況進行分析。
展開 adms2005 r2/view 環境中，輪胎及路面文件的應用與ADAMS12.0、ADAMS2003版本不同，為了使初接觸的朋友少走彎路，特作了一個實例，用以說明ADAMS2005-View下創建車輛輪胎路面步驟。供大家參考。
ADAMS2005-View創建車輛輪胎路面步驟.rar
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這次介紹的是如何在模型中添加輪胎力和路面單元，以及樣條曲線和襯套力單元的使用。無論你是汽車行業還是航空業基本都需要接觸到輪胎建模，希望對你有幫助，謝謝。
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LMS Virtual.Lab Motion綜合輪胎與路面接觸分析.pdf
四、輪轂模型建立
輪轂模型為剛體構件，因此采用多點約束模型對相應節點進行剛體約束建立，如圖將輪轂上的節點與輪胎中心點采用多點約束建立剛體約束。
五、輪胎與路面接觸模型建立
將輪胎外表面單元定義為CONTA174單元，將路面定義為TARGE170單元，建立面面接觸。
材料參數
材料定義主要涉及：輪胎的超彈性材料，氣體材料，輪胎內加強纖維材料。
輪胎橡膠材料（Mooney-Rivlin超彈性材料）
氣體材料
輪胎纖維加強材料(鋼)
邊界&載荷條件
約束輪胎中心節點的所有自由，由于輪轂節點與輪胎中心節點為剛體約束，也就是說，輪轂被約束。
求解設置
/soluantype,trans
!solcontrol,on,on
pscontrol,all,off
nlgeom,on
trnopt,full, , , , ,HHT
tintp,0.15 !amplitude decay factor or numerical damping
本文載荷加載的關鍵在于對流體靜力學單元（HSFLD242）的理解，篇幅有限，關于HSFLD242單元這里不詳細展開，有興趣的朋友可以私信互相交流學習。
載荷步1（靜態）：模擬車輛重力，施加1噸重力，靜力學計算，關閉瞬態效應。
這里進行非線性計算需要用cnvto命令設置收斂值。
展開 2、選擇力，輪胎按鈕。
3、創建輪胎，設置參數屬性文件，創建路面。
4、設置路面數據。
5、輪胎、路面位置匹配。
6、輪胎與大地添加點面約束。
7、設置輪胎初始車速，并仿真。
8、輪胎運動軌跡。
輪胎、路面的最新內容
圖1子午線輪胎結構分布圖
目前不少工作對輪胎的建模通常采用軸對稱單元，在充氣后通過修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動觀察響應，三維實體單元的輪胎建模方法可見ABAQUS三維輪胎充氣滾動案例_輪胎仿真 ABAQUS-技術鄰，本文介紹一種采用殼單元對輪胎進行建模的方法，相比三維實體，殼單元的計算速度更快，建模方式更簡便，但相對的殼單元的計算精度與模擬的準確性上有時會不太理想。
滾動阻力源于輪胎與路面間的相互作用，其大小與輪胎材質、氣壓、路面狀況及車輛載荷相關；空氣阻力由車輛行駛時與空氣的相互作用產生，與車輛外形、速度及空氣密度密切相關；坡度阻力取決于道路坡度與車輛質量；傳動系統內部摩擦力則涉及變速器、差速器等部件的機械損耗。
在滑行測試過程中，系統通過高精度的傳感器實時監測車輛的速度、加速度、位移以及時間等參數。
ABAQUS三維輪胎充氣滾動案例11個月前
圖1子午線輪胎結構分布圖
目前不少工作對輪胎的建模通常采用軸對稱單元，在充氣后通過修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動觀察響應，本工作分享一種采用三維實體單元的輪胎建模方法。
三、行業革命：看不見的設計革命
- 汽車領域：某電動超跑團隊通過Adams的輪胎-路面"魔方"模型，在數字沙盤中重現了黑冰路面下扭矩矢量控制的137種響應模式
- 重工領域：港口起重機在Adams中完成20萬次虛擬裝卸循環，鋼結構的疲勞薄弱點以彩色應力波形式提前預警
- 軍工領域：導彈折疊翼展開過程的流固耦合仿真，將風洞試驗次數減少60%
四、哲思段落：仿真技術的"奧本海默時刻"
概 述
Adams/Car提供輪式車輛性能分析的解決方案，是集專業化模板建模和行業標準分析于一體的應用環境，建立的功能化數字樣車可包括以下子系統：底盤（傳動系、制動系、轉向系、懸架）、輪胎和路面、動力總成、車身、控制系統等。用戶可在虛擬的試驗臺架或試驗場地中進行子系統或整車的功能仿真并對其設計參數進行優化。
(8)輪胎在積水路面排水性和動平衡分析，高速列車運行系統動力學分析。高速列車穿隧道的沖擊波響應，高速列車運行中引起的空氣脈動力對聲屏障結構的作用，車輛過橋的動態響應以及其他瞬態高速過程仿真。
，可方便地進行輪胎路面的力學模擬。
為了提高駕駛安全性，至關重要的是保持輪胎與路面接觸并因此降低車輪的共振頻率（也稱為簧下質量）為10Hz。
這些懸架系統性能受彈簧和阻尼器的裝配的影響。
制動狀態：輪胎的角速度足夠小以至于輪胎和路面之間的所有或者部分的接觸點發生滑動，同時作用在輪胎上的總扭矩與輪胎自由轉動的角速度方向相反。同樣，驅動狀態：輪胎的角速度足夠大以至于輪胎和路面之間的所有或者部分接觸點放生滑動，同時作用在輪胎上的總扭矩于輪胎自由狀態的轉動角速度方向一致。
對于同樣的地面速度V0，輪胎的在自由轉動、驅動和制動時的角速度是不同的。
3.3
建立路面和輪胎的接觸對
TIME,3
D,2000,UX,-0.006
SOLVE
剛性路面通過位移朝向輪胎移動,從而確保輪胎與剛性路面之間建立接觸。
