abaqus 輪胎加載
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus 輪胎加載的視頻教程
abaqus實(shí)例-051-輪胎裝配充氣豎向荷載作用（2025-08-30）-mark
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abaqus簡(jiǎn)易輪胎接地仿真教程—step與接觸收斂性概念詳解
以簡(jiǎn)易輪胎接地仿真為例，講解完整的仿真流程與注意事項(xiàng)。 5. 不含橡膠材料，使用的材料為線彈性材料。
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abaqus 輪胎加載的實(shí)例教程
一、高性能子午線輪胎設(shè)計(jì)與仿真
今天我
主要講述基于UMESHMOTION子程序進(jìn)行Abaqus子午線輪胎磨損分析。
希望從仿真技術(shù)角度帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)一下高性能子午線輪胎研發(fā)工作那些事。
車輛在日常行駛過(guò)程中常處于轉(zhuǎn)彎制動(dòng)等工況，隨著輪胎行駛里程的增加，輪胎磨損日趨嚴(yán)重，輪胎是一個(gè)全生命周期的部件，起始狀態(tài)到報(bào)廢狀態(tài)時(shí)輪胎的磨損量大約為6mm(達(dá)到磨耗標(biāo)志)。在輪胎使用過(guò)程中，磨損不可避免，并隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇。輪胎磨損會(huì)改變胎面形貌、剛度和接觸特性等，進(jìn)而影響輪胎的動(dòng)力學(xué)性能。
為簡(jiǎn)化輪胎磨損測(cè)試過(guò)程，
D.O.Stalnaker等提出了一種輪胎室內(nèi)磨損模擬的可行方案，
如下圖所示。這種方法首先通過(guò)部分室外測(cè)試和整車動(dòng)力學(xué)仿真獲取胎面所受道路路面譜等數(shù)據(jù)，之后利用有限元仿真和轉(zhuǎn)鼓臺(tái)架進(jìn)行實(shí)際道路模擬測(cè)試， 結(jié)合胎面膠耐磨性能數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)主要基于室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)輪胎道路磨損特性的目標(biāo)。
輪胎室內(nèi)磨損測(cè)試基本流程
一、
ABAQUS子程序二次開發(fā)的軟件配置
在Abaqus進(jìn)行磨損子程序調(diào)用時(shí)，首先需要對(duì)Abaqus的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行更改，ABAQUS 的用戶子程序是根據(jù) ABAQUS 提供的相應(yīng)接口， 按照 FORTRAN 語(yǔ)法用戶自己編寫的代碼。在一個(gè)算例中， 用戶可以用到多個(gè)用戶子程序， 但必須把它們放在一個(gè)以.FOR 為擴(kuò)展名的文件中。
展開 圖4 輪胎裝配
2 充氣
對(duì)輪胎充氣通常有兩種方法：均布?jí)毫Ψㄅc流體腔法。均布?jí)毫Ψ磳?duì)輪胎內(nèi)側(cè)表面法向上施加壓力，達(dá)到充氣的目的，大多數(shù)汽車仿真即采用該方法對(duì)汽車輪胎進(jìn)行充氣。流體腔法通常用于模擬充滿液體或氣體的結(jié)構(gòu)，可反映由于受到結(jié)構(gòu)變形影響，本工作選用流體腔法對(duì)輪胎進(jìn)行充氣。
定義流體腔時(shí)，首先定義一個(gè)參考點(diǎn)與一個(gè)完全封閉的表面。參考點(diǎn)作為流體腔關(guān)聯(lián)的腔體參考節(jié)點(diǎn)，用于標(biāo)識(shí)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(nèi)部。流體腔定義如圖5所示，P2即為所選參考點(diǎn)，表面選擇輪胎內(nèi)表面。
圖5流體腔表面與參考點(diǎn)定義
3 滾動(dòng)設(shè)置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點(diǎn)距離應(yīng)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(gè)分析步進(jìn)行：第一個(gè)分析步采用一般靜力分析，對(duì)輪胎施加壓力為0.618 MPa的內(nèi)壓與重力，并約束輪胎中心點(diǎn)6個(gè)方向的自由度（輪胎中心點(diǎn)已與輪輞部分動(dòng)態(tài)耦合，可通過(guò)控制輪胎中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制整個(gè)輪胎的運(yùn)動(dòng)）；第二個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)分析，解開輪胎中心點(diǎn)x方向、y方向的位移約束與繞z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，賦予輪胎x方向8 m/s與y方向1.5 m/s（對(duì)應(yīng)于輪胎在113.9mm高度落震時(shí)的沖擊速度）的速度；第三個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)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(yīng)。滾動(dòng)模型如圖6所示。
圖6輪胎滾動(dòng)有限元模型
4 結(jié)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(xiàn)[1]中機(jī)輪充氣后的位移云圖有較好的一致性。
展開 輪胎的材料與結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，外層通常由堅(jiān)固的合成橡膠制成，內(nèi)層則由多層交織的尼龍纖維與交錯(cuò)排列的鋼絲簾布組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括胎面、胎體、胎壁、鋼線圈、子口護(hù)膠、內(nèi)面層與帶束層等多個(gè)部分，如圖1所示。
圖1子午線輪胎結(jié)構(gòu)分布圖
目前不少工作對(duì)輪胎的建模通常采用軸對(duì)稱單元，在充氣后通過(guò)修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動(dòng)觀察響應(yīng)，三維實(shí)體單元的輪胎建模方法可見(jiàn)ABAQUS三維輪胎充氣滾動(dòng)案例_輪胎仿真 ABAQUS-技術(shù)鄰，本文介紹一種采用殼單元對(duì)輪胎進(jìn)行建模的方法，相比三維實(shí)體，殼單元的計(jì)算速度更快，建模方式更簡(jiǎn)便，但相對(duì)的殼單元的計(jì)算精度與模擬的準(zhǔn)確性上有時(shí)會(huì)不太理想。
1 建模
輪胎模擬的一個(gè)難點(diǎn)是其內(nèi)部加強(qiáng)層的模擬。通常的軸對(duì)稱單元與實(shí)體單元采用rebar layer的方式進(jìn)行建模，并采用內(nèi)嵌區(qū)域的方法將加強(qiáng)層嵌入到輪胎主體中。但殼模型無(wú)法作為主體區(qū)域，因此本研究采用復(fù)合層的截面定義方式對(duì)機(jī)輪殼模型進(jìn)行截面賦予，對(duì)機(jī)輪不同區(qū)域定義不同的復(fù)合層數(shù)及相應(yīng)的厚度與材料屬性。如鋼線圈區(qū)域，共指派了十一層，并按照橡膠-內(nèi)面層-橡膠-鋼線圈-橡膠-鋼線圈-橡膠-鋼線圈-橡膠-內(nèi)面層-橡膠的排布方式賦予了該區(qū)域相應(yīng)的截面屬性，每一層的厚度與旋轉(zhuǎn)角均與輪胎本身的定義保持一致，鋼線圈區(qū)域的復(fù)合層定義與層堆疊繪圖見(jiàn)表1與圖2所示。機(jī)輪其余區(qū)域的截面定義方式與鋼線圈類似。
展開 也就是將二維輪胎截面沿著對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)得到三維網(wǎng)格，流線型也就跟著網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)生成。
本例中使用超彈性材料模擬的橡膠包括一個(gè)二維的粘彈性組件，通過(guò)*VISCOELASTIC，TIME=PRONY選項(xiàng)來(lái)激活。使用一個(gè)簡(jiǎn)單的一階Prony級(jí)數(shù)。在abaqus中不可壓縮材料的一階prony級(jí)數(shù)用簡(jiǎn)單的數(shù)松弛模量和松弛時(shí)間來(lái)定義。本例中松弛模量G=0.3和松弛時(shí)間T=0.1。除非使用長(zhǎng)期參數(shù)，*STEADY STATE TRANSPORT分析步包含粘彈性也就是材料歷史效果。在abaqus中建立時(shí)域粘彈性可查看更加詳細(xì)的介紹“Time domain viscoelasticity,” Section 19.7.1 of the Abaqus Analysis User's Manual。
加載
正如在“Symmetric results transfer for a static tire analysis,” Section 3.1.1中討論的，接地印跡分析使用摩擦系數(shù)為零（也就是沒(méi)有摩擦力傳送到接觸面上）。即使輪胎在很低的速度下轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎的摩擦壓力和靜止的摩擦壓力差別是非常大的；因此在第一步的穩(wěn)態(tài)傳輸分析和最后一步的靜態(tài)分析之間可能會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)。此外，在穩(wěn)態(tài)傳輸分析的開始摩擦系數(shù)為0到結(jié)束時(shí)達(dá)到一個(gè)特定的值，用變化的摩擦系數(shù)來(lái)確保摩擦力隨著更加小的載荷增量減小。在獲得穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)分析方案中，在abaqus中設(shè)置更加小的載荷增量來(lái)達(dá)到收斂是很重要的。
一旦輪胎靜態(tài)的接地印跡分析計(jì)算好，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)接觸問(wèn)題就能使用*STEADY STATE TRANSPORT選項(xiàng)。本例中的第一個(gè)仿真分析是為了獲得在不同角速度下全制動(dòng)和全驅(qū)動(dòng)直線行駛的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)工況。我們同樣計(jì)算自由轉(zhuǎn)動(dòng)直線行駛工況。
展開 1、問(wèn)題介紹
SHPB多脈沖加載方法一般有兩種：多次反射加載法、多級(jí)撞擊桿法。多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實(shí)際上常規(guī)的SHPB試驗(yàn)都是多次反射加載，只不過(guò)在處理數(shù)據(jù)時(shí)只截取了第一次加載的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是相鄰加載時(shí)間間隔是固定值（入射桿桿長(zhǎng)的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級(jí)撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將撞擊桿設(shè)計(jì)成可實(shí)現(xiàn)多次撞擊的結(jié)構(gòu)，撞擊間隔可調(diào)可控，多級(jí)撞擊桿一般有串聯(lián)結(jié)構(gòu)、夾心結(jié)構(gòu)等形式。
本案例主要介紹SHPB夾心結(jié)構(gòu)的多級(jí)撞擊桿技術(shù)與仿真方法。
2、內(nèi)容
2.1 基于夾心撞擊桿的多脈沖加載SHPB結(jié)構(gòu)
夾心撞擊桿形式的多脈沖加載SHPB結(jié)構(gòu)如下：
夾心形式的撞擊桿主要由外桿和內(nèi)桿組成，內(nèi)桿與外桿端面間隔d。實(shí)際試驗(yàn)中，內(nèi)桿是圓柱體，尺寸與外桿內(nèi)徑相同（留有公差），內(nèi)桿與外桿可以滑動(dòng)，外桿自由端封閉，靠近撞擊端的端面裝配有端蓋。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，內(nèi)桿、外桿以相同的初速度運(yùn)動(dòng)，由于間隔d的存在，外桿先撞擊入射桿，然后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間隔后內(nèi)桿再撞擊入射桿，因此通過(guò)調(diào)節(jié)間隔d的大小可以控制多脈沖加載的時(shí)間間隔。
2.2 時(shí)間間隔計(jì)算
根據(jù)一維應(yīng)力波理論，可知：
（1）加載脈寬：
第一次加載（加載波1）：
第二次加載（加載波2）：
（2）兩次沖擊時(shí)間間隔：
其中，初始撞擊速度，撞擊外桿長(zhǎng)度，撞擊內(nèi)桿長(zhǎng)度，波速，間隔長(zhǎng)度，為波阻抗比值。
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abaqus 輪胎加載的最新內(nèi)容
ABAQUS殼單元輪胎模型仿真案例9個(gè)月前
輪胎的材料與結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，外層通常由堅(jiān)固的合成橡膠制成，內(nèi)層則由多層交織的尼龍纖維與交錯(cuò)排列的鋼絲簾布組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括胎面、胎體、胎壁、鋼線圈、子口護(hù)膠、內(nèi)面層與帶束層等多個(gè)部分，如圖1所示。
圖1子午線輪胎結(jié)構(gòu)分布圖
目前不少工作對(duì)輪胎的建模通常采用軸對(duì)稱單元，在充氣后通過(guò)修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動(dòng)觀察響應(yīng)，三維實(shí)體單元的輪胎建模方法可見(jiàn)ABAQUS三維輪胎充氣滾動(dòng)案例
ABAQUS三維輪胎充氣滾動(dòng)案例11個(gè)月前
輪胎的材料與結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，外層通常由堅(jiān)固的合成橡膠制成，內(nèi)層則由多層交織的尼龍纖維與交錯(cuò)排列的鋼絲簾布組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括胎面、胎體、胎壁、鋼線圈、子口護(hù)膠、內(nèi)面層與帶束層等多個(gè)部分，如圖1所示。
圖1子午線輪胎結(jié)構(gòu)分布圖
目前不少工作對(duì)輪胎的建模通常采用軸對(duì)稱單元，在充氣后通過(guò)修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動(dòng)觀察響應(yīng)，本工作分享一種采用三維實(shí)體單元的輪胎建模方法
1、問(wèn)題介紹
SHPB多脈沖加載方法一般有兩種：多次反射加載法、多級(jí)撞擊桿法。多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實(shí)際上常規(guī)的SHPB試驗(yàn)都是多次反射加載，只不過(guò)在處理數(shù)據(jù)時(shí)只截取了第一次加載的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是相鄰加載時(shí)間間隔是固定值（入射桿桿長(zhǎng)的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級(jí)撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將撞擊桿設(shè)計(jì)成可實(shí)現(xiàn)多次撞擊的結(jié)構(gòu)，撞擊間隔可調(diào)可控，多級(jí)撞擊桿一般有串聯(lián)結(jié)構(gòu)
<p>我做的是掃頻分析</p><p>掃頻分析步<strong>已添加場(chǎng)輸出（默認(rèn)是沒(méi)有場(chǎng)輸出的）</strong>，提交計(jì)算完成后，監(jiān)視器中有增量步，結(jié)果云圖中無(wú)增量步顯示（ODB加載問(wèn)題）解決方法：</p><p><br></p><ol><li>上方菜單欄File-Close ODB-全部清除</li><li>Job模塊-重新打開計(jì)算文件的Results</li><li>查看云圖，增量步結(jié)果可查看<
激光沖擊強(qiáng)化是一種相對(duì)而言較新的機(jī)械表面處理方式。就目標(biāo)而言它與機(jī)械噴丸強(qiáng)化類似：在材料的表面和近表面引入有益的殘余壓應(yīng)力。激光沖擊強(qiáng)化使用高功率激光脈沖將表面電離成高壓等離子體，在一個(gè)透明的慣性約束介質(zhì)中（通常是水）進(jìn)行操作。可以使用一種類似黑色鋁箔膠帶的犧牲性涂層作為熱保護(hù)覆蓋層來(lái)保護(hù)靶材表面的完整性。與機(jī)械噴丸相比，使用激光沖擊的制造優(yōu)勢(shì)是可控的準(zhǔn)確性和精度，有害表面改性的減少和疲勞壽命的提高
外胎是由胎體、緩沖層（或稱帶束層）、胎面、胎側(cè)和胎圈組成
1、Bead：胎唇部；2、sidewall：胎側(cè)；3、tread：胎面；4belt：緩沖層；5、carcass：胎體簾布層。
3.1.8 Tread wear simulation
abaqus Python批量自動(dòng)識(shí)別螺栓加載螺栓預(yù)緊力，自動(dòng)修改第二分析步為固定螺栓長(zhǎng)度_完整代碼下載見(jiàn)付費(fèi)內(nèi)容! 因上傳不支持.py換成.txt格式上傳，下載后只需改一下后綴名為.py。按照下圖操作即可。
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這種結(jié)構(gòu)在abaqus中怎么進(jìn)行加載設(shè)置？
我采用的是選取兩個(gè)參考點(diǎn)分別和孔邊進(jìn)行耦合，但是最后的計(jì)算出的力-位移曲線和文獻(xiàn)中不一樣，而且裂紋的擴(kuò)展方式也不同
