輪胎分析
關注創建者：TreatLee 創建時間：2021-01-08
輪胎分析的視頻教程
積水路面行駛水花濺射分析
此外，還可以在此基礎上，還可以自行擴展分析不同工況和多種花紋結構對排水性能的影響，以及構建輪胎的模型分析輪胎抓地力等等。 視頻介紹 視頻中包含了從建模，材料設置，水體建模，載荷約束，網格劃分，結果展示等全步驟的視頻講解，屬于仿真的錄屏操作。
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使用已標定的車輛動力學模型提升開發效率
2.精密工程數字孿生技術：探討 IDIADA 的前沿測試工具，從運動學和柔性分析到輪胎力和力矩分析，精確捕捉真實世界中車輛的特性，將實體車輛精確轉化為數字孿生，革新虛擬車輛開發流程。 3.全面的開發工具：全面了解虛擬模型在車輛開發各階段的潛力，從基準測試和配置試驗到在安全和效率的前提下實現卓越操控性、轉向感受和舒適度。
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車輛動力學分析與底盤性能開發—總計69分鐘
課程目錄設計 1、底盤性能開發的概論 2、懸架性能開發 2.1 懸架K&C分析 2.2 懸架K&C實驗對標 2.3 懸架K&C性能評價 2.4 懸架設計 3、整車底盤性能開發 3.1 輪胎性能分析與實驗對標分析 3.2 整車操穩分析 3.3 整車操穩實驗對標 3.4 整車操穩性能評價 3.5 整車平順性分析與評價
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輪胎分析的實例教程
穩態滾動輪胎頻響分析 ￥10
上一節講述了基于模態法的自由輪胎和載荷輪胎的頻響分析，其在胎面149點的頻響曲線分別如下：
今天主要講述穩態滾動輪胎的頻響分析，與自由輪胎和載荷輪胎不同，輪胎在穩態滾動狀態下，整個系統的剛度矩陣和阻尼矩陣為不對稱的，采用基于模態法的頻響分析并不能完全表現其模態特性，故穩態滾動輪胎的頻響分析一般采用直接法。采用直接法雖然會使計算時間大大增加犧牲了計算效率，但是得到的頻響結果更符合傳遞特性。
直接法的頻響分析是在step3roll_tire.inp的計算結果基礎上進行重啟動分析；
如果想基于模態法，則在step4rolltire_mode.inp的計算結果進行重啟動分析即可。
本節主要講述直接法的穩態滾動輪胎頻響分析。
展開 基于先前所講述的輪胎的二維充氣仿真分析、三維充氣及輪荷加載分析、輪胎在自由及載荷狀態下的模態分析，本次課程則主要講述子午線輪胎在自由和載荷工況下的頻響分析。本次課程為新建的模型，故Hypermesh輸出的2D.inp文件、Step1.inp文件、step2rev.inp文件、step2free_mode_.inp文件、step3loading_mode_.inp文件以及本次課程講述的step3_freemode_FRF.inp、step4_rolltire_FRF.inp文件都會在文末給出。
輪胎的頻響分析是基于模態分析進行的，屬動力學分析：
*STEADY STATE DYNAMICS,FREQUENCY
輪胎自由及載荷狀態下的模態如下：
現在，基于模態仿真信息進行輪胎自由頻響分析inp文件的編寫：
*HEADING
Step3:FRF based free mode from step2free_mode_.inp
*RESTART,READ
**（先進行基于模態分
析的重啟動分析）
*NSET,NSET=FRF_OUT
PUT
360,149,323
（360為輪心點）（加載點為輪心Z向，響應點為胎面和胎側點）點的選取基于Hyper mesh進行查看：
展開 摘要：以12.00R22.5全鋼載重子午線輪胎為例，利用Hypermesh和Abaqus有限元分析軟件研究行駛面寬度和弧度高對其偏磨損的影響，采用接地區域摩擦功偏度值評價輪胎的偏磨損。結果表明：輪胎徑向剛度和側向剛度的有限元分析結果與試驗結果具有良好的一致性；輪胎行駛面寬度和弧度高的變化使胎面不同區域的摩擦功發生變化；隨著行駛面寬度增大，輪胎的偏磨損減少；隨著行駛面弧度高增大，偏磨損增加。
關鍵詞：載重子午線輪胎；行駛面寬度；行駛面弧度高；偏磨損；有限元分析
輪胎的耐磨性能直接影響其行駛里程。在輪胎的磨損形式中，非正常磨損對輪胎的使用壽命影響較大[1]，其可導致輪胎提前報廢，甚至可能造成輪胎爆胎，威脅汽車的行駛安全。
輪胎的偏磨損屬于非正常磨損，是由于胎面與地面摩擦能的分布差異而導致胎面寬度方向上的不均勻磨損[2]。輪胎偏磨損的影響因素較多，主要涉及輪胎的結構、材料和車輛設計參數等。
胎面是輪胎與路面的接觸部位，其輪廓結構對輪胎偏磨損影響較大。Y. Tanaka等[3]研究了胎面弧連接方式對輪胎耐磨性能的影響；J. R. Cho等[4]通過優化輪胎胎面花紋形狀，改善了輪胎的耐磨性能。
應用有限元方法分析輪胎的耐磨性能較普遍。S. Knisley[5]通過大量試驗建立了接觸摩擦能與胎面質量損失之間的關系，發現試驗結果與有限元分析結果一致。K. R. Smith等[6]建立了室內胎面磨耗變形與穩態有限元法得到的摩擦功之間的關系。
展開 汽車高速運動產生的噪聲輻射的研究是一項國家自然科學基金項目，在國內率先利用聲全息方法分析汽車的運動噪聲，建立了運動汽車聲源模型和虛擬匯聚聲源的聲場重構理論，解決了分析這類聲場的理論問題，又設計制造了國內第一臺運動聲全息現場分析設備用于實測分析，有關的"運動聲源分析方法"已申請國家發明專利。此外，還解決了中華牌轎車、北京吉普車、揚州亞星客車等整車的降噪問題。
主要用到了下列特點和能力：
• 使用具有負體積和正體積的靜水壓流體單元
• 氣體材料模型
• 加固
一個充氣滾動輪胎的瞬態分析將通過多個載荷步展示輪胎的變形。
簡介
對于包含流體-固體之間相互作用的耦合問題，靜水壓流體單元很適合計算流體體積和壓力。通過對靜水壓流體的建模，我們可以研究當其包含在一個固體當中對固體施加多種載荷時流體行為的變化。
這樣的分析在本案例的問題中很有用，能夠檢查在一個輪胎充氣和滾動過程中其內部的空氣壓力、密度和體積的改變。另一個案例應用是研究活塞在壓力缸移動過程中內部氣體體積和壓力的改變。
汽車行業致力于改進氣體燃燒效率和減小能量損耗，而兩者均受到車輛輪胎的滾動阻力影響。為了實現上述兩個目標，準確預測滾動變形輪胎內部的氣體變化情況是十分必要的。
問題描述
一個三維輪胎模型充氣并在道路表面受壓，然后滾動過路面的一個隆起處。輪胎由超彈性材料和加固單元建模，內部的空氣由靜水壓流體單元建模，當載荷施加到輪胎時，監控其壓力、體積和密度。
輪胎充氣到36psi，1ton壓力施加在車軸上來模擬車輛在該車軸上作用的質量部分。
分析分為五個載荷步：
1. 施加重力載荷并設置空氣的參考溫度
2. 將輪胎充氣
3. 將輪胎移動到路面上
4. 移除位移和壓力邊界條件
5. 施加一個加速度邊界條件使輪胎滾過隆起處
載荷步1-4靜態加載，載荷步5為瞬態分析，來研究加載效應對豎直加速度的影響。
建模：
為模擬實際情況，輪胎尺寸與P215/65R16/minivan的一個輪胎大致相同。輪胎使用不可壓縮超彈性材料模型，在實體單元內部有加強單元，用于模擬輪胎結構中的鋼加固。
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可以精確捕捉細小溝壑及花紋特征，為后續多種輪胎仿真分析提供高精度網格模型。
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7.
</h3><h3>2??精密工程數字孿生技術：探討 IDIADA 的前沿測試工具，從運動學和柔性分析到輪胎力和力矩分析，精確捕捉真實世界中車輛的特性，將實體車輛精確轉化為數字孿生，革新虛擬車輛開發流程。</h3><h3>3??全面的開發工具：全面了解虛擬模型在車輛開發各階段的潛力，從基準測試和配置試驗到在安全和效率的前提下實現卓越操控性、轉向感受和舒適度。
、輪胎測試、數據采集和信號分析、撞擊測試、電子和微電子系統測試、疲勞/斷裂測試、扭轉測試、組件測試、EMC /電氣干擾測試、結構和疲勞測試、撞擊和碰撞測試、傳感器和轉換器、測試設施設計、質量檢測和檢驗、遙測系統、車輛模擬、自動檢查、應力/應變測試、校準、實驗室儀器、軟件測試和開發、質量管理解決方案、零部件加工及自動技術檢測方案、車身工藝檢測工程、測漏檢測。
2 應用案例
東風汽車采用漢航Hunter Box硬件和NTS.LAB模態測試分析及輪胎力傳遞率和側向剛度分析軟件，通過試驗方法獲取結構的模態信息、力傳遞率及剛度參數，并與有限元結果進行對比，從而驗證有限元模型的準確性以及可供優化設計的方向。
2.1 車輪模態試驗分析
輪轂的約束條件一般有：自由懸掛和柔性支撐。
3、 完整的三維模型接地印跡分析：一半三維模型鏡像生成完整的三維模型
4、 穩態滾動：在穩定速度32km/h車速進行完整模型分析，這是輪胎的滾動速度為25rad/s。這些條件符合制動工況，本次分析考慮慣性和遲滯作用。
5、 胎面磨損分析：胎面磨損分析在最后一步進行，本次分析輪胎速度保持為一定值，考慮輪胎表面的磨損，使用損耗的摩擦能來計算磨損。
輪胎空腔模態共振
通過測試分析，在加速工況車內噪聲210Hz 存在明顯共振帶，經相關性分析為輪胎空腔模態共振[11]，再經底盤懸 架傳遞車身引起車內共振帶噪聲，見圖 23 優化前。
在輪胎內壁一圈粘貼吸音棉填充輪胎空腔，可改變輪胎空腔模態，如圖 22 所示。
以下是自由滾動狀態下道路輪胎接觸副的結果圖：
轉彎分析后，橫向速度圖（Vy）為：
以下是轉彎分析后道路輪胎接觸副的結果圖：
在各種外傾角下，相對于滑移角的轉彎力（Fy）變化表明，在低滑移角下，轉彎力與滑移角成比例：
建議
要執行自己的輪胎性能分析，請考慮以下事項：
• 在本示例問題中，剛性輪圈僅使用一個剛性表面進行建模
FTire輪胎測試和模型辨識能夠模擬和分析輪胎在各種路況和駕駛條件下的反應，以此優化設計和提升車輛安全性。通過整車多體動力學建模和優化，可以模擬整車在不同工況下的動力學行為，為優化車輛操控性和駕駛舒適性提供依據。六分力試驗對標是通過仿真技術精確測量和優化汽車的六個基本力，即前后、左右、上下的力，以提高汽車的穩定性和控制性。
主要用到了下列特點和能力：
• 使用具有負體積和正體積的靜水壓流體單元
• 氣體材料模型
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一個充氣滾動輪胎的瞬態分析將通過多個載荷步展示輪胎的變形。
簡介
對于包含流體-固體之間相互作用的耦合問題，靜水壓流體單元很適合計算流體體積和壓力。
