輪胎仿真的案例
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 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 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 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
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 聊聊我的子午線輪胎側偏特性仿真研究 ￥99
4、子午線輪胎側偏特性仿真分析
在ABAQUS 下實現輪胎側偏仿真之前，首先要進行輪胎的純滾動仿真，利用*TRANSPORT VELOCITY 命令使輪胎進行繞輪輞中心的轉動，同時利用命令*MOTION,TYPE=VELOCITY,TRANSLATION 給輪胎一個第一自由度（X 方向）的平移前進速度，這兩種運動形式合成輪胎向前滾動的運動，通過修改輪胎的自轉速度進行模型的制動和驅動仿真，然后插值找到輪胎純滾動對應的自轉角速度。在純滾動的前提下再次用*MOTION,TYPE=VELOCITY,TRANSLATION 命令給輪胎一個第二自由度（Y 方向）的平移速度，讓輪胎按合速度方向運動，來仿真側偏工況。
穩態狀態
在側偏角的選擇中，采用的是tanθ=Vy/Vx, Vx為60Km/h=16666.67mm/s，側偏角選擇0°、1°、-1°、2°、-2°、3°、-3°。則Vy分別為：0mm/s、290.92mm/s、-290.92mm/s、582.01mm/s、-582.01mm/s、873.46mm/s、-873.46mm/s。
展開 ABAQUS殼單元輪胎模型仿真案例
（網格尺寸已通過網格無關性驗證）
圖3機輪有限元殼模型
3 自由落體設置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點距離113.9mm（對應自由落體釋放后機輪沖擊平面的豎直速度為1.5m/s）。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y方向的位移約束，控制輪胎以自由落體形式撞擊甲板，觀察響應。模型如圖4所示。
圖4 殼單元模型機輪沖擊平面有限元模型
文獻
[1] Gan Y, Fang X, Wei X, et al. Numerical and experimental testing of aircraft tyre impact during landing[J]. The Aeronautical Journal, 2021, 125(1294): 2200-2216.
展開 Hyper mesh輪胎有限元仿真前處理
目前對于輪胎的有限元仿真基本都是基于Abaqus進行仿真運算，因輪胎具有復雜多層結構和多種材料，導致輪胎的有限元建模過程復雜。因Hyper mesh 具有強大的有限元前處理功能，故在此對基于Hyper mesh 的輪胎建模進行講述。輪胎胎體建模時，首先要進行二維建模：
一 二維輪胎網格劃分：
在Hyper mesh中打開二維輪胎模型：
圖1.
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。
淺談穩態滾動輪胎仿真穩態滾動狀態角速度的調整
輪胎的穩態滾動仿真基于歐拉-拉格朗日變換法進行，仿真時將輪胎的滾動看作是穿過網格的材料流動運動。仿真條件：標準充氣壓力為0.93MPa，標準負荷為3730kg，聲腔采用自適應網格劃分，輪胎滾動線速度為60Km/h,關鍵字采用*STEADY STATE TRANSPORT，不考慮粘塑性影響并將慣性打開。
*STEP,INC=500,NLGEOM=YES,UNSYMM=YES
4: roll_tire at 60km/h
*STEADY STATE TRANSPORT,LONG TERM,INERTIA=YES
0.5, 1.0, 1E-6, 1.0
在進行穩態滾動分析時，當輪胎穩態滾動時, 輪胎輪心的力矩M應該為0。較小的角速度將使輪胎制動，而較大的角速度則使輪胎驅動。故需不斷調整ω值,使最終繞Y向的力矩M（RM2）在[-10,10]之內，此時為穩態滾動。
展開 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 
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 MeshWorks輪胎行業仿真建模解決方案
[圖片]
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：
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