ansys仿真輪胎的案例
5 天篩 30 款輪胎！虛擬仿真讓輪胎測(cè)試效率拉滿
輪胎制造商如何在制造物理原型前對(duì)數(shù)十種輪胎變體進(jìn)行篩選
輪胎開發(fā)是汽車工程中資源消耗最大的部分之一。每一種配方或結(jié)構(gòu)的變化都需要新的物理樣件和大量的試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試。但當(dāng)需要評(píng)估數(shù)十種變體時(shí)，時(shí)間、成本以及有限的賽試驗(yàn)場(chǎng)資源很快就會(huì)成為瓶頸。
在最近于我們?yōu)醯蟽?nèi)SimCenter進(jìn)行的一次活動(dòng)中，一家全球輪胎制造商利用駕駛員在環(huán)仿真技術(shù)加快了這一進(jìn)程，并提前做出了工程決策。
02. 挑戰(zhàn)
開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要對(duì)大量的輪胎設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，包括橡膠配方和結(jié)構(gòu)方面的變化，并了解這些差異會(huì)對(duì)車輛性能產(chǎn)生何種影響。
為每種配置生產(chǎn)并測(cè)試實(shí)體輪胎將會(huì)極大地延長開發(fā)周期。同時(shí)，工程師們還需要對(duì)以下性能獲得可靠的見解：
抓地力增強(qiáng)
瞬態(tài)響應(yīng)
極限操控穩(wěn)定性
駕駛員對(duì)輪胎性能的感知
目標(biāo)并非僅僅是驗(yàn)證仿真模型，而是要在投入全尺寸原型生產(chǎn)之前確定有潛力的輪胎設(shè)計(jì)方案。
03. SimCenter 設(shè)置
本次測(cè)試在我們?yōu)醯蟽?nèi)的SimCenter進(jìn)行，使用了 DiM400 動(dòng)態(tài)駕駛模擬器。一個(gè)高保真車輛模型與實(shí)時(shí)運(yùn)行的多物理輪胎模型相結(jié)合，融入到仿真環(huán)境中。在駕駛測(cè)試之前，工程師們對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并為參數(shù)的結(jié)構(gòu)化變化做好了準(zhǔn)備。
為了評(píng)估輪胎在整個(gè)工作范圍內(nèi)的性能，定義了一個(gè)全面的機(jī)動(dòng)操作庫，其中包括：
穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向
瞬態(tài)轉(zhuǎn)向輸入
制動(dòng)事件
極限操控場(chǎng)景
在整個(gè)測(cè)試期間，SimCenter的工程師們提供了專屬的支持，以確保測(cè)試的順利進(jìn)行，并在需要時(shí)能夠迅速做出調(diào)整。
04. 測(cè)試工作
在多次模擬器測(cè)試中，經(jīng)過培訓(xùn)的開發(fā)人員嚴(yán)格按照相同且可重復(fù)的條件對(duì)輪胎的不同型號(hào)進(jìn)行了系統(tǒng)性評(píng)估。每次設(shè)計(jì)變更都在測(cè)試之間進(jìn)行實(shí)施，從而能夠進(jìn)行直接的前后對(duì)比。
展開 輪胎股價(jià)大漲！高性能子午線輪胎技術(shù)改造之Abaqus輪胎建模仿真 ￥88
在進(jìn)行子午線輪胎磨損分析有限元仿真時(shí)，需要進(jìn)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(fù)載分析、穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)分析等。
三、子午線輪胎有限元前處理
同時(shí)，建立NADAPT及NADAPT_LAGR節(jié)點(diǎn)集合，供后續(xù)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(qiáng)：
0.2 MPa
2、三維子午線輪胎生成及充氣負(fù)載分析
仿真條件如下：
充氣壓強(qiáng)：
0.2 MPa，
負(fù)荷為3300N
3、子午線輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)仿真分析
仿真條件如下：
充氣壓強(qiáng)：
0.2 MPa
負(fù)荷為3300N，穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)線速度為60Km/h。
聲腔
采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分。
穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)使用隱式算法分析輪胎與地面間的滾動(dòng)接觸問題。Abaqus/standard 提供的穩(wěn)態(tài)傳輸（STEADY STATE TRANSPORT）分析方法可以快速準(zhǔn)確地對(duì)穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)輪胎進(jìn)行模擬仿真(輪胎實(shí)際上是不滾動(dòng)的,只是內(nèi)部材料的流動(dòng)（歐拉-拉格朗日法）)。這種穩(wěn)態(tài)傳輸能有效的完成包括摩擦效應(yīng)、慣性效應(yīng)及與時(shí)間相關(guān)的黏彈性材料傳輸?shù)确治觥? 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(gè)實(shí)用程序,用來提取每一個(gè)增量步結(jié)束后計(jì)算結(jié)果中的節(jié)點(diǎn)值。
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輪胎制造商如何在制造物理原型前對(duì)數(shù)十種輪胎變體進(jìn)行篩選
輪胎開發(fā)是汽車工程中資源消耗最大的部分之一。每一種配方或結(jié)構(gòu)的變化都需要新的物理樣件和大量的試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試。但當(dāng)需要評(píng)估數(shù)十種變體時(shí)，時(shí)間、成本以及有限的賽試驗(yàn)場(chǎng)資源很快就會(huì)成為瓶頸。
在最近于我們?yōu)醯蟽?nèi)SimCenter進(jìn)行的一次活動(dòng)中，一家全球輪胎制造商利用駕駛員在環(huán)仿真技術(shù)加快了這一進(jìn)程，并提前做出了工程決策。
02. 挑戰(zhàn)
開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要對(duì)大量的輪胎設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，包括橡膠配方和結(jié)構(gòu)方面的變化，并了解這些差異會(huì)對(duì)車輛性能產(chǎn)生何種影響。
為每種配置生產(chǎn)并測(cè)試實(shí)體輪胎將會(huì)極大地延長開發(fā)周期。同時(shí)，工程師們還需要對(duì)以下性能獲得可靠的見解：
抓地力增強(qiáng)
瞬態(tài)響應(yīng)
極限操控穩(wěn)定性
駕駛員對(duì)輪胎性能的感知
目標(biāo)并非僅僅是驗(yàn)證仿真模型，而是要在投入全尺寸原型生產(chǎn)之前確定有潛力的輪胎設(shè)計(jì)方案。
03. SimCenter 設(shè)置
本次測(cè)試在我們?yōu)醯蟽?nèi)的SimCenter進(jìn)行，使用了 DiM400 動(dòng)態(tài)駕駛模擬器。一個(gè)高保真車輛模型與實(shí)時(shí)運(yùn)行的多物理輪胎模型相結(jié)合，融入到仿真環(huán)境中。在駕駛測(cè)試之前，工程師們對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并為參數(shù)的結(jié)構(gòu)化變化做好了準(zhǔn)備。
為了評(píng)估輪胎在整個(gè)工作范圍內(nèi)的性能，定義了一個(gè)全面的機(jī)動(dòng)操作庫，其中包括：
穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向
瞬態(tài)轉(zhuǎn)向輸入
制動(dòng)事件
極限操控場(chǎng)景
在整個(gè)測(cè)試期間，SimCenter的工程師們提供了專屬的支持，以確保測(cè)試的順利進(jìn)行，并在需要時(shí)能夠迅速做出調(diào)整。
04. 測(cè)試工作
在多次模擬器測(cè)試中，經(jīng)過培訓(xùn)的開發(fā)人員嚴(yán)格按照相同且可重復(fù)的條件對(duì)輪胎的不同型號(hào)進(jìn)行了系統(tǒng)性評(píng)估。每次設(shè)計(jì)變更都在測(cè)試之間進(jìn)行實(shí)施，從而能夠進(jìn)行直接的前后對(duì)比。
展開 ABAQUS殼單元輪胎模型仿真案例
（網(wǎng)格尺寸已通過網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證）
圖3機(jī)輪有限元?dú)つＰ?3 自由落體設(shè)置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點(diǎn)距離113.9mm（對(duì)應(yīng)自由落體釋放后機(jī)輪沖擊平面的豎直速度為1.5m/s）。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，可通過控制輪胎中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來控制整個(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)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(yīng)。模型如圖4所示。
圖4 殼單元模型機(jī)輪沖擊平面有限元模型
文獻(xiàn)
[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 
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(shè)計(jì)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(dòng)阻力提高燃油效率。創(chuàng)新的輪胎設(shè)計(jì)有助于挖掘機(jī)在崎嶇的地形上移動(dòng)，獲得更大的牽引力，或確保飛機(jī)著陸時(shí)的安全。
隨著行業(yè)需求的變化，輪胎制造商面臨著設(shè)計(jì)燃油效率高且不影響安全性的輪胎的挑戰(zhàn)。達(dá)索系統(tǒng)提供一流的解決方案，幫助輪胎制造商應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，加速創(chuàng)新，保持競(jìng)爭(zhēng)力。這些解決方案進(jìn)一步幫助企業(yè)優(yōu)化供應(yīng)鏈，改善原材料管理，同時(shí)努力通過降低生產(chǎn)成本來提高經(jīng)營利潤率。
輪胎行業(yè)的仿真技術(shù)已經(jīng)從單一的結(jié)構(gòu)分析向多物理場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)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(chǔ)性能，支承整車或者整機(jī)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(dòng)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(dòng)分析
足跡分析評(píng)估胎面結(jié)構(gòu)的壓力均衡性，保證舒適的駕乘體驗(yàn)和出色的平均磨耗性能。
4、操控性分析
保證輪胎工作狀態(tài)下高速操控性能、轉(zhuǎn)向操控性能等。在ABAQUS的結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上，可以使用Simpack和Dymola的車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析。
5、柱塞疲勞測(cè)試
按照實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可以完成輪胎結(jié)構(gòu)的疲勞測(cè)試。基于ABAQUS+fe-safe的組合可以完成虛擬實(shí)驗(yàn)，保證疲勞測(cè)試精度。
6、濕滑路面抓地力分析
流體-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算(Abaqus-XFlow co-simulation)評(píng)估輪胎打滑性能。
7、氣動(dòng)分析
利用PowerFLOW計(jì)算氣動(dòng)阻力的氣動(dòng)模擬。
展開 MeshWorks輪胎行業(yè)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(xué)性能參數(shù)一直備受汽車設(shè)計(jì)者的關(guān)注，它不僅影響到汽車的動(dòng)力性、轉(zhuǎn)向操縱性及制動(dòng)安全性等，而且是整車設(shè)計(jì)分析不可或缺的參數(shù)之一．輪胎剛度特性是指作用在輪胎上的載荷與對(duì)應(yīng)的變形之間的關(guān)系．
輪胎的徑向剛性是靜負(fù)荷試驗(yàn)的延伸，能夠更好地反映輪胎在靜負(fù)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(zhuǎn)剛性反映駕駛者在彎道上轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤使輪胎轉(zhuǎn)向的靈活性；包覆剛性用于評(píng)估輪胎遇到障礙物時(shí)的變形情況。
在本次課程中，依舊使用UltraEdit文本編輯器進(jìn)行inp代碼的編寫，此外本次課程的徑向、側(cè)向、縱向、扭轉(zhuǎn)及包覆剛度仿真分析的inp代碼我都會(huì)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(duì)定義；
5. 充氣仿真設(shè)置；
6. 3D輪胎的生成；
7. 剛性路面的建立；
8. 接觸對(duì)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(cè)向、縱向、扭轉(zhuǎn)、包覆）
12. 結(jié)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(jīng)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 虛擬仿真 - 智慧輪胎解決方案
會(huì)議主題：
虛擬送樣 - 智慧輪胎解決方案
會(huì)議時(shí)間：
2022/06/22，14:00-15:00
關(guān)鍵詞：
輪胎，仿真，虛擬送樣，非線性仿真
活動(dòng)摘要：
隨著汽車開發(fā)周期不斷縮短，“虛擬送樣”是輪胎公司實(shí)現(xiàn)高端配套必須具備的能力，達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA超強(qiáng)的非線性仿真能力為輪胎企業(yè)提供了實(shí)現(xiàn)測(cè)試虛擬化的技術(shù)手段。
然而傳統(tǒng)的輪胎有限元建模技術(shù)難以同時(shí)兼顧精度和效率，需要探索針對(duì)“虛擬送樣”應(yīng)用場(chǎng)景的新技術(shù)和新方法。
我們誠邀您參加SIMULIA在輪胎領(lǐng)域仿真應(yīng)用線上技術(shù)研討會(huì)。
報(bào)名鏈接：
https://3ds.
tbh5.com/Eve
ntDetail.asp
x?eid=640&f=
hsy
展開 滾動(dòng)輪胎模態(tài)仿真 ￥10
滾動(dòng)輪胎模態(tài)仿真實(shí)際上是在輪荷加載的基礎(chǔ)之上的重啟動(dòng)分析。輪胎在穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)過程中,會(huì)受到預(yù)加載荷、慣性力以及輪胎和地面的摩擦力的影響,這些力會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的剛度矩陣和阻尼矩陣產(chǎn)生影響,導(dǎo)致非對(duì)稱性。故不能采用常規(guī)方法對(duì)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行解耦,必須用復(fù)模態(tài)來解耦,所以滾動(dòng)輪胎的模態(tài)仿真其實(shí)是復(fù)模態(tài)的的提取。
在abaqus的穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)中,輪胎實(shí)際上是不滾動(dòng)的,只是內(nèi)部材料的流動(dòng)（歐拉-拉格朗日法）。在提取復(fù)模態(tài)之前,必須保證輪胎滾動(dòng)的轉(zhuǎn)速和線速度相匹配，故需先進(jìn)行roll tire仿真調(diào)試：
roll tire計(jì)算中，先給定輪胎線速度、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度然后提取輪胎輪心的力矩M,當(dāng)輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)的時(shí)候, 輪胎輪心的力矩M應(yīng)該為0。在實(shí)際操作中,需要不斷的調(diào)節(jié)定義的ω值,使最終繞Y向的力矩M在[-10,10]之內(nèi)。
進(jìn)行roll tire計(jì)算時(shí)，首先進(jìn)行step1二維輪胎充氣仿真計(jì)算，然后進(jìn)行step2rev旋轉(zhuǎn)3D輪胎生成及輪荷加載計(jì)算，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行Free roll計(jì)算Inp文件的編寫，進(jìn)行計(jì)算，查看輪胎輪心的力矩M判斷輪胎是否處于穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)狀態(tài)。下圖為step1.inp以及step2rev.inp運(yùn)行結(jié)果圖：
展開 ANSYS做的輪胎模型
給外輪胎分網(wǎng)格
!HPTCREATE,area,21,, coord,0,0.5493,0
vsel,s,,,2
type,2
mat,1
mshape,1,3D !定義單元形狀
mshkey,0
esize,0.02 !定義為自由網(wǎng)格
!可能要局部粗化
vmesh,all
vsel,all
!給輪胎束帶層分網(wǎng)格
vsel,s,,,1
type,2
mat,2
mshape,1,3D
mshkey,0
esize,0.02
!可能要局部粗化
vmesh,all
!在內(nèi)胎的內(nèi)面上施加面荷載
!13,14,67-70
asel,s,,,13,14
asel,a,,,67,70,1
nsla,s
SF,all,pres,0.63e6 !壓力單位為Pa
csys,0
save,finimodel,db
/prep7
!____________________________________________________定義路面_______________________________________________
block,rightb,leftb,-top,-thick1,frontb,backb !3
block,rightb,leftb,-thick1,-(thick1+thick2),frontb,backb !4
block,rightb,leftb,-(thick1+thick2),-(thick1+thick2+thick3),frontb,backb !5
block,rightb,leftb,-(thick1+thick2+thick3),-(thick1+thick2+thick3+thick4),frontb,backb!
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(yùn)動(dòng)過程中的受力及磨損量，磨損模型采用經(jīng)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(shù)、相對(duì)滑動(dòng)速度與磨損系數(shù)有關(guān)。仿真結(jié)果展示如下：
車輪應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(guān)于二維輪胎的建模，網(wǎng)格劃分，接觸面設(shè)置，內(nèi)置區(qū)域設(shè)置以及單元節(jié)點(diǎn)**的創(chuàng)建等一系列內(nèi)容，在此不再過多贅述。
本次課程主要講述了以下幾個(gè)方面的內(nèi)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(duì)定義；
充氣仿真設(shè)置；
仿真inp文件的運(yùn)行及結(jié)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 ANSYS輪胎-路面模型建立步驟
1.建立輪胎模型，輪胎中點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)一起定義為一個(gè)剛體；2.加載
3.平動(dòng)+滾動(dòng)模擬車輪向前行駛。
4.分析
車輛聯(lián)合仿真--模型中輪胎驅(qū)動(dòng)添加之問題及解決方法
在基于adams與matlab 車輛聯(lián)合仿真中，曾經(jīng)歷了反復(fù)的失敗與無奈，但最終找到了問題及解決辦法。
問題在于車輛模型中輪胎驅(qū)動(dòng)添加的方法。今將問題的解決方法寫出來，以幫助遇到類似問題的朋友。詳見附件。
B-車輛模型中輪胎驅(qū)動(dòng)添加之問題及解決方法 .rar
關(guān)于ABAQUS輪胎仿真分析討論
剛?cè)腭v技術(shù)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(jié)構(gòu)，穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)，生熱分析等，有的話可以在下面留言討論一下，謝謝
