輪胎分析的案例
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 子午線輪胎在Free及Loading狀態下的頻響分析 ￥10
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 行駛面寬度和弧度高對輪胎偏磨損影響的有限元分析
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 汽車輪胎力學研究分析
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。
案例24-充氣滾動輪胎的靜水壓流體分析
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。
展開 關于ABAQUS輪胎仿真分析討論
剛入駐技術鄰，想了解一下大家在輪胎仿真方面有那一方面的需求，比如結構，穩態滾動，生熱分析等，有的話可以在下面留言討論一下，謝謝
輪胎輪輞裝配有限元分析 ￥3
目前子午線輪胎的輪輞、彈性體等部件在裝配建模時主要考慮各部件的接觸方式，整個模型共有3種接觸方式，分別為摩擦接觸、過盈接觸和綁定約束。
摩擦接觸
輪胎與輪輞摩擦建模比較復雜，包括裝配摩擦和充氣摩擦，在進行輪胎裝配仿真時，摩擦因數為0.1，在進行輪胎充氣仿真，摩擦因數為0.5，以確保輪胎與輪輞接觸的有效性。
過盈接觸
ABAQUS軟件中，可通過結點坐標、關鍵字*CLEARANCE或*CONTACTINTERFERENCE實現過盈建模。
通過結點坐標或*CLEARANCE定義過盈接觸時，在分析一開始全部過盈量就會被施加在模型上，且無法在分析過程中改變過盈量大小。另外過盈量太大時，無法通過減小時間增量步達到收斂。使用*CONTACTINTERFERENCE定義過盈量時，可以通過減小時間增量步實現收斂，且可以像施加載荷一樣，在分析步中改變大小、激活或刪除。
比較3種過盈接觸建模方法及特點，本文采用關鍵字*CONTACTINTERFERENCE模擬過盈接觸。首先在初始分析步中進行摩擦表面接觸建模，再在后續分析步中選擇干涉調整選項，設置過盈量0．02，并寫入INP文件。然后完成過盈接觸的建模。
綁定約束
綁定約束建模比較簡單，通過ABAQUS中相互作用模塊建立上述綁定約束關系。
展開 輪胎-地面滾動摩擦接觸有限元分析
工程背景
作為汽車的重要部件之一, 輪胎的接地問題對汽車性能有著重要的影響。接地區承擔著各種駕駛行為(加速、拐彎、剎車等)各種路面條件(干、濕、冰等)下輪胎與地面之間的載荷轉換, 因此輪胎的接地問題便成為輪胎研究工作的一個重點。由于充氣輪胎是由簾線、橡膠、鋼絲圈等組成的復雜結構體, 正常工作狀態下受力復雜, 其結構分析涉及到材料非線性、幾何非線性及輪胎與地面的接觸非線性等復雜問題, 使得對輪胎的各種力學性能的精確分析都非常困難。
1、問題描述
地面假設為剛性面，材料為結構鋼，輪胎的材料模型使用2參數M-R模型，密度為2500，C10=10MPa，C01=2.5E8Pa，D1=1E-5。輪胎和地面的摩擦系數為0.35，輪胎內部承受恒定壓力0.1MPa，并且承受3000N的載荷。輪胎從0-3s，由0RPM加速到68RPM。輪胎的厚度為0.006m。
2、技術路線
3、關鍵步驟
來源：CAE技術聯盟
展開 25t輪胎起重機液壓系統的可靠性分析
文章根據可靠性工程的基本理論,對25 t 輪胎起重機的液壓系統進行了可靠性分析,建立了液壓系統的可靠性模型和可靠度計算數學模型。根據該模型,對系統進行了可靠度計算,利用MATLAB 進行仿真,獲得可靠度仿真曲線。最后,提出了提高系統可靠性的途徑
25t輪胎起重機液壓系統的可靠性分析.pdf
招募講師：整車懸架及輪胎系統，整車操穩分析...
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155R12LT輪胎極限工況條件下的有限元分析
155R12LT輪胎極限工況條件下的有限元分析
基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析 ￥66
(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：
MAX:105.3
MAX:0.032
MAX:43.9
MAX:0.013
MAX:86.7
MAX:0.026
輪胎股價大漲！高性能子午線輪胎技術改造之Abaqus輪胎建模仿真 ￥88
在進行子午線輪胎磨損分析有限元仿真時，需要進行二維輪胎有限元分析前處理、二維輪胎充氣仿真分析、三位輪胎的生成及充氣負載分析、穩態滾動分析等。
三、子午線輪胎有限元前處理
同時，建立NADAPT及NADAPT_LAGR節點集合，供后續磨損分析inp文件編寫及FOR子程序使用。
1、二維子午線輪胎充氣分析
仿真條件如下：
充氣壓強：
0.2 MPa
2、三維子午線輪胎生成及充氣負載分析
仿真條件如下：
充氣壓強：
0.2 MPa，
負荷為3300N
3、子午線輪胎穩態滾動仿真分析
仿真條件如下：
充氣壓強：
0.2 MPa
負荷為3300N，穩態滾動線速度為60Km/h。
聲腔
采用自適應網格劃分。
穩態滾動使用隱式算法分析輪胎與地面間的滾動接觸問題。Abaqus/standard 提供的穩態傳輸（STEADY STATE TRANSPORT）分析方法可以快速準確地對穩態滾動輪胎進行模擬仿真(輪胎實際上是不滾動的,只是內部材料的流動（歐拉-拉格朗日法）)。這種穩態傳輸能有效的完成包括摩擦效應、慣性效應及與時間相關的黏彈性材料傳輸等分析。
四、UMESHMOTION子程序介紹
其中, ULOCAL：為需要定義的量,該量一般定義的是燒蝕率、磨損率等,和Vuamp中的AmpValueNew一樣將該量傳遞給abaqus.
子程序使用一些個實用程序,用來提取每一個增量步結束后計算結果中的節點值。
展開 直播課程 | ?Marc在橡膠件的工程應用
Marc 在汽車密封領域的應用
Marc 在門內飾板卡扣的分析案例
Marc 在礦山輪胎的分析案例
精彩預告
- 密封案例分析：塑料、橡膠、墊片、鈑金模型模擬
- 輪胎三維印痕分析：垂向靜態加載結果、輪胎變形量
聊聊我的子午線輪胎側偏特性仿真研究 ￥99
通過這款試驗臺已經取得了許多科研成果，例如：
輪胎側偏的一般理論模型
輪胎側偏半經驗模型
輪胎側傾力學特性模型
輪胎縱滑和側偏聯合工況下的統一輪胎模型等穩態輪胎模型。
在汽車操縱動力學方面，以及現代汽車動力學方面，都得到了十分廣泛的應用。輪胎力學特性試驗臺如下所示：
利用輪胎力學特性試驗臺進行輪胎側偏側傾實驗的具體方法為：
首先將輪胎從試驗胎面上抬起，傾斜一個指定角度β；
輪胎傾斜角β調整好后，將輪胎落下置于胎面上，逐漸調整液壓缸，使輪胎載荷達到試驗所需載荷；
調整試驗臺平板轉角，使輪胎側偏角α滿足要求；
使平板往復運動周，并記錄下整個運動過程中輪胎的狀態及六分力。
輪胎側偏側傾實驗示意圖
近年來，隨著計算機技術的飛速發展和有限元商用分析軟件的不斷完善，有限元仿真分析方法開始應用于輪胎側偏特性的研究。從理論上講， 行駛時車輪的航向與車輛的行駛方向應該是相同的，但是由于設計、制造等因素的影響，尤其是輪胎內部簾線周向排布不均勻，使得胎在直線行駛時由于胎體的非對稱性而產生側向力，導致汽車在行駛過程中，車輪的實際行駛方向并不在它的旋轉平面內，即車輪產生了側偏現象。
二、輪胎側偏有限元仿真分析
在進行輪胎側偏有限元仿真分析時，需要進行二維輪胎有限元分析前處理、二維輪胎充氣仿真分析、三位輪胎的生成及充氣負載分析、穩態滾動分析等。
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