abaqus仿真輪胎的案例
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
一、高性能子午線輪胎設計與仿真
今天我
主要講述基于UMESHMOTION子程序進行Abaqus子午線輪胎磨損分析。
希望從仿真技術角度帶領大家認識一下高性能子午線輪胎研發工作那些事。
車輛在日常行駛過程中常處于轉彎制動等工況，隨著輪胎行駛里程的增加，輪胎磨損日趨嚴重，輪胎是一個全生命周期的部件，起始狀態到報廢狀態時輪胎的磨損量大約為6mm(達到磨耗標志)。在輪胎使用過程中，磨損不可避免，并隨使用時間的延長而加劇。輪胎磨損會改變胎面形貌、剛度和接觸特性等，進而影響輪胎的動力學性能。
為簡化輪胎磨損測試過程，
D.O.Stalnaker等提出了一種輪胎室內磨損模擬的可行方案，
如下圖所示。這種方法首先通過部分室外測試和整車動力學仿真獲取胎面所受道路路面譜等數據，之后利用有限元仿真和轉鼓臺架進行實際道路模擬測試， 結合胎面膠耐磨性能數據，最終實現主要基于室內轉鼓試驗來預測輪胎道路磨損特性的目標。
輪胎室內磨損測試基本流程
一、
ABAQUS子程序二次開發的軟件配置
在Abaqus進行磨損子程序調用時，首先需要對Abaqus的運行環境進行更改，ABAQUS 的用戶子程序是根據 ABAQUS 提供的相應接口， 按照 FORTRAN 語法用戶自己編寫的代碼。在一個算例中， 用戶可以用到多個用戶子程序， 但必須把它們放在一個以.FOR 為擴展名的文件中。
展開 ABAQUS殼單元輪胎模型仿真案例
輪胎的材料與結構通常比較復雜，外層通常由堅固的合成橡膠制成，內層則由多層交織的尼龍纖維與交錯排列的鋼絲簾布組成，內部結構包括胎面、胎體、胎壁、鋼線圈、子口護膠、內面層與帶束層等多個部分，如圖1所示。
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。
1 建模
輪胎模擬的一個難點是其內部加強層的模擬。通常的軸對稱單元與實體單元采用rebar layer的方式進行建模，并采用內嵌區域的方法將加強層嵌入到輪胎主體中。但殼模型無法作為主體區域，因此本研究采用復合層的截面定義方式對機輪殼模型進行截面賦予，對機輪不同區域定義不同的復合層數及相應的厚度與材料屬性。如鋼線圈區域，共指派了十一層，并按照橡膠-內面層-橡膠-鋼線圈-橡膠-鋼線圈-橡膠-鋼線圈-橡膠-內面層-橡膠的排布方式賦予了該區域相應的截面屬性，每一層的厚度與旋轉角均與輪胎本身的定義保持一致，鋼線圈區域的復合層定義與層堆疊繪圖見表1與圖2所示。機輪其余區域的截面定義方式與鋼線圈類似。
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
基于Abaqus輪胎建模仿真之胎體簾布反包高度分析 ￥66
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。
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。
反包高度為0
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……………..
展開 
LMS Virtual.Lab Motion新功能介紹5--Motion與Abaqus聯合仿真（輪胎）
今天帶來的是Motion與Abaqus聯合仿真案例，模型對小車在崎嶇不平的路面上行駛動力學進行了仿真，其中輪胎模型是Abaqus中建立的，其他都是在Motion中完成的。（只有動畫，沒有模型）
動畫地址：http://pan.baidu.com/s/193SR0
更多資料請關注百度網盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728；Motion汽車模塊交流群：264418240；Durability交流群：83853780
5 天篩 30 款輪胎！虛擬仿真讓輪胎測試效率拉滿
輪胎制造商如何在制造物理原型前對數十種輪胎變體進行篩選
輪胎開發是汽車工程中資源消耗最大的部分之一。每一種配方或結構的變化都需要新的物理樣件和大量的試驗場測試。但當需要評估數十種變體時，時間、成本以及有限的賽試驗場資源很快就會成為瓶頸。
在最近于我們烏迪內SimCenter進行的一次活動中，一家全球輪胎制造商利用駕駛員在環仿真技術加快了這一進程，并提前做出了工程決策。
02. 挑戰
開發團隊需要對大量的輪胎設計方案進行比較，包括橡膠配方和結構方面的變化，并了解這些差異會對車輛性能產生何種影響。
為每種配置生產并測試實體輪胎將會極大地延長開發周期。同時，工程師們還需要對以下性能獲得可靠的見解：
抓地力增強
瞬態響應
極限操控穩定性
駕駛員對輪胎性能的感知
目標并非僅僅是驗證仿真模型，而是要在投入全尺寸原型生產之前確定有潛力的輪胎設計方案。
03. SimCenter 設置
本次測試在我們烏迪內的SimCenter進行，使用了 DiM400 動態駕駛模擬器。一個高保真車輛模型與實時運行的多物理輪胎模型相結合，融入到仿真環境中。在駕駛測試之前，工程師們對模型進行了驗證，并為參數的結構化變化做好了準備。
為了評估輪胎在整個工作范圍內的性能，定義了一個全面的機動操作庫，其中包括：
穩態轉向
瞬態轉向輸入
制動事件
極限操控場景
在整個測試期間，SimCenter的工程師們提供了專屬的支持，以確保測試的順利進行，并在需要時能夠迅速做出調整。
04. 測試工作
在多次模擬器測試中，經過培訓的開發人員嚴格按照相同且可重復的條件對輪胎的不同型號進行了系統性評估。每次設計變更都在測試之間進行實施，從而能夠進行直接的前后對比。
展開 【技術分享】5 天篩 30 款輪胎！虛擬仿真讓輪胎測試效率拉滿
輪胎制造商如何在制造物理原型前對數十種輪胎變體進行篩選
輪胎開發是汽車工程中資源消耗最大的部分之一。每一種配方或結構的變化都需要新的物理樣件和大量的試驗場測試。但當需要評估數十種變體時，時間、成本以及有限的賽試驗場資源很快就會成為瓶頸。
在最近于我們烏迪內SimCenter進行的一次活動中，一家全球輪胎制造商利用駕駛員在環仿真技術加快了這一進程，并提前做出了工程決策。
02. 挑戰
開發團隊需要對大量的輪胎設計方案進行比較，包括橡膠配方和結構方面的變化，并了解這些差異會對車輛性能產生何種影響。
為每種配置生產并測試實體輪胎將會極大地延長開發周期。同時，工程師們還需要對以下性能獲得可靠的見解：
抓地力增強
瞬態響應
極限操控穩定性
駕駛員對輪胎性能的感知
目標并非僅僅是驗證仿真模型，而是要在投入全尺寸原型生產之前確定有潛力的輪胎設計方案。
03. SimCenter 設置
本次測試在我們烏迪內的SimCenter進行，使用了 DiM400 動態駕駛模擬器。一個高保真車輛模型與實時運行的多物理輪胎模型相結合，融入到仿真環境中。在駕駛測試之前，工程師們對模型進行了驗證，并為參數的結構化變化做好了準備。
為了評估輪胎在整個工作范圍內的性能，定義了一個全面的機動操作庫，其中包括：
穩態轉向
瞬態轉向輸入
制動事件
極限操控場景
在整個測試期間，SimCenter的工程師們提供了專屬的支持，以確保測試的順利進行，并在需要時能夠迅速做出調整。
04. 測試工作
在多次模擬器測試中，經過培訓的開發人員嚴格按照相同且可重復的條件對輪胎的不同型號進行了系統性評估。每次設計變更都在測試之間進行實施，從而能夠進行直接的前后對比。
展開 了解一下智慧輪胎的仿真清單
輪胎是車輛與地面之間唯一的連接部分。輪胎的花紋設計可以防止汽車在潮濕的道路上打滑，幫助駕駛員在雪天安全駕駛，并通過減少滾動阻力提高燃油效率。創新的輪胎設計有助于挖掘機在崎嶇的地形上移動，獲得更大的牽引力，或確保飛機著陸時的安全。
隨著行業需求的變化，輪胎制造商面臨著設計燃油效率高且不影響安全性的輪胎的挑戰。達索系統提供一流的解決方案，幫助輪胎制造商應對這些挑戰，加速創新，保持競爭力。這些解決方案進一步幫助企業優化供應鏈，改善原材料管理，同時努力通過降低生產成本來提高經營利潤率。
輪胎行業的仿真技術已經從單一的結構分析向多物理場進一步發展。以下介紹部分的輪胎仿真清單：
1、承載力分析
輪胎的基礎性能，支承整車或者整機的重量載荷。通過ABAQUS完成承載力分析。
2、輪胎生熱與熱力分析
滾動輪胎的生熱主要來源于兩方面，一方面是膠料的滯后生熱，另一方面是輪胎與路面直接接觸引起的摩擦生熱。分析輪胎的熱力影響，保證工作性能。
3、足跡與滾動分析
足跡分析評估胎面結構的壓力均衡性，保證舒適的駕乘體驗和出色的平均磨耗性能。
4、操控性分析
保證輪胎工作狀態下高速操控性能、轉向操控性能等。在ABAQUS的結構分析基礎上，可以使用Simpack和Dymola的車輛系統動力學分析。
5、柱塞疲勞測試
按照實驗測試標準，可以完成輪胎結構的疲勞測試。基于ABAQUS+fe-safe的組合可以完成虛擬實驗，保證疲勞測試精度。
6、濕滑路面抓地力分析
流體-結構耦合計算(Abaqus-XFlow co-simulation)評估輪胎打滑性能。
7、氣動分析
利用PowerFLOW計算氣動阻力的氣動模擬。
展開 虛擬仿真 - 智慧輪胎解決方案
會議主題：
虛擬送樣 - 智慧輪胎解決方案
會議時間：
2022/06/22，14:00-15:00
關鍵詞：
輪胎，仿真，虛擬送樣，非線性仿真
活動摘要：
隨著汽車開發周期不斷縮短，“虛擬送樣”是輪胎公司實現高端配套必須具備的能力，達索系統SIMULIA超強的非線性仿真能力為輪胎企業提供了實現測試虛擬化的技術手段。
然而傳統的輪胎有限元建模技術難以同時兼顧精度和效率，需要探索針對“虛擬送樣”應用場景的新技術和新方法。
我們誠邀您參加SIMULIA在輪胎領域仿真應用線上技術研討會。
報名鏈接：
https://3ds.
tbh5.com/Eve
ntDetail.asp
x?eid=640&f=
hsy
展開 滾動輪胎模態仿真 ￥10
滾動輪胎模態仿真實際上是在輪荷加載的基礎之上的重啟動分析。輪胎在穩態滾動過程中,會受到預加載荷、慣性力以及輪胎和地面的摩擦力的影響,這些力會對整個系統的剛度矩陣和阻尼矩陣產生影響,導致非對稱性。故不能采用常規方法對動力學方程進行解耦,必須用復模態來解耦,所以滾動輪胎的模態仿真其實是復模態的的提取。
在abaqus的穩態滾動中,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）。在提取復模態之前,必須保證輪胎滾動的轉速和線速度相匹配，故需先進行roll tire仿真調試：
roll tire計算中，先給定輪胎線速度、轉動角速度然后提取輪胎輪心的力矩M,當輪胎穩態滾動的時候, 輪胎輪心的力矩M應該為0。在實際操作中,需要不斷的調節定義的ω值,使最終繞Y向的力矩M在[-10,10]之內。
進行roll tire計算時，首先進行step1二維輪胎充氣仿真計算，然后進行step2rev旋轉3D輪胎生成及輪荷加載計算，在此基礎上進行Free roll計算Inp文件的編寫，進行計算，查看輪胎輪心的力矩M判斷輪胎是否處于穩態滾動狀態。下圖為step1.inp以及step2rev.inp運行結果圖：
展開 MeshWorks輪胎行業仿真建模解決方案
[圖片]
子午線輪胎五剛特性仿真 ￥10
輪胎剛度作為輪胎最重要的力學性能參數一直備受汽車設計者的關注，它不僅影響到汽車的動力性、轉向操縱性及制動安全性等，而且是整車設計分析不可或缺的參數之一．輪胎剛度特性是指作用在輪胎上的載荷與對應的變形之間的關系．
輪胎的徑向剛性是靜負荷試驗的延伸，能夠更好地反映輪胎在靜負荷下的變形能力；縱向剛性和橫向剛性的匹配影響輪胎的操控性；扭轉剛性反映駕駛者在彎道上轉動方向盤使輪胎轉向的靈活性；包覆剛性用于評估輪胎遇到障礙物時的變形情況。
在本次課程中，依舊使用UltraEdit文本編輯器進行inp代碼的編寫，此外本次課程的徑向、側向、縱向、扭轉及包覆剛度仿真分析的inp代碼我都會以附件形式在文末給出。
在輪胎的五剛特性仿真分析中，主要有以下方面：
1. 輪胎材料屬性的定義；
2. 輪胎截面屬性的定義；
3. 輪輞剛體屬性定義；
4. 接觸對定義；
5. 充氣仿真設置；
6. 3D輪胎的生成；
7. 剛性路面的建立；
8. 接觸對建立；
9. 輪輞屬性定義；
10. 3D模型充氣仿真；
11. 輪荷加載仿真；（徑向、側向、縱向、扭轉、包覆）
12. 結果提交與查看；上述的1——10在前文的“二維輪胎充氣有限元仿真”及“3D輪胎的生成及充氣、載荷仿真”已經講述，這里便不再過多贅述，inp代碼在最后給出。以下僅在輪荷加載部分給出講解。
展開 基于COMSOL軟件仿真輪胎磨損 ￥800
本案例基于COMSOL軟件仿真了輪胎運動過程中的受力及磨損量，磨損模型采用經典的Archard模型，輪胎與地面接觸面為磨損面，磨損量與接觸壓力、摩擦系數、相對滑動速度與磨損系數有關。仿真結果展示如下：
車輪應力分布云圖
車輪與地面接觸磨損量的變化
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。
二維輪胎充氣有限元仿真 ￥3
此次文章基于文本編輯UltraEdit進行inp文件的編程，二維輪胎前處理文件基于Hypermesh 前處理的輸出2D.inp，在我的第一篇文章里有講述關于二維輪胎的建模，網格劃分，接觸面設置，內置區域設置以及單元節點**的創建等一系列內容，在此不再過多贅述。
本次課程主要講述了以下幾個方面的內容：
輪胎材料屬性的定義；
輪胎截面屬性的定義；
輪輞剛體屬性定義；
接觸對定義；
充氣仿真設置；
仿真inp文件的運行及結果的查看。
下圖為二維輪胎有限元模型：
UE文本編輯器界面：
展開 ABAQUS三維輪胎充氣滾動案例
圖4 輪胎裝配
2 充氣
對輪胎充氣通常有兩種方法：均布壓力法與流體腔法。均布壓力法即對輪胎內側表面法向上施加壓力，達到充氣的目的，大多數汽車仿真即采用該方法對汽車輪胎進行充氣。流體腔法通常用于模擬充滿液體或氣體的結構，可反映由于受到結構變形影響，本工作選用流體腔法對輪胎進行充氣。
定義流體腔時，首先定義一個參考點與一個完全封閉的表面。參考點作為流體腔關聯的腔體參考節點，用于標識流體腔。完全封閉表面用于指定流體腔邊界，其表面法線指向流體腔內部。流體腔定義如圖5所示，P2即為所選參考點，表面選擇輪胎內表面。
圖5流體腔表面與參考點定義
3 滾動設置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點距離應大于充氣后輪胎底部膨脹位移，平面與輪胎間摩擦力為0.05。仿真總共采用三個分析步進行：第一個分析步采用一般靜力分析，對輪胎施加壓力為0.618 MPa的內壓與重力，并約束輪胎中心點6個方向的自由度（輪胎中心點已與輪輞部分動態耦合，可通過控制輪胎中心點的運動來控制整個輪胎的運動）；第二個分析步采用隱式動力學分析，解開輪胎中心點x方向、y方向的位移約束與繞z軸方向的轉動約束，賦予輪胎x方向8 m/s與y方向1.5 m/s（對應于輪胎在113.9mm高度落震時的沖擊速度）的速度；第三個分析步采用隱式動力學分析，取消施加在輪胎上的速度，控制輪胎以上述初速度撞擊甲板，觀察響應。滾動模型如圖6所示。
圖6輪胎滾動有限元模型
4 結果
輪胎充氣位移云圖如圖7所示，在靠近輪輞處的胎壁位移較大，最大為12.81 mm，而在胎面處的位移變化則較為不明顯，僅2 mm左右，胎壁與胎面在充氣后各自位移的變化情況與文獻[1]中機輪充氣后的位移云圖有較好的一致性。
展開 