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摘 要：以23.5R25全鋼工程子午線輪胎為例，介紹一種基于UG軟件的輪胎三維模型設計方法。UG軟件具有比較強大的曲面造型和實體造型功能，通過一些常用的特征命令可以生成輪胎的實體三維模型，滿足輪胎設計要求。關鍵詞：UG;輪胎;三維模型;輪胎三維模型設計是輪胎研發(fā)過程中重要的一步，可用于花紋設計、有限元計算、產品的宣傳等。

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(qū)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(qū)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(qū)域定義不同的復合層數及相應的厚度與材料屬性。

2.輪胎參數的定義：輪胎參數中有一個【Euler Angles】,翻譯過來是歐拉角，此角度關系到輪胎是否正著安裝。3.如果發(fā)現模型某一部分結構需要調整時，不用重新導入整個模型，首先在adams的模型樹中將有問題的part刪除，然后新建一個新的part，把再CATIA中修改后的模型重新導入到新建的part位置上就OK。

結果查看與驗證模態(tài)結果擴展，將模型的一份擴展為整個模型 查看變形，點擊 Solution → Insert → Total Deformation，查看不同頻率下的變形。可以將結果進行按照頻率排序在 Details View 中，選擇 Expanded Results 以查看整個模型的振動形態(tài)。

在路面激勵的 作用下，由輪胎本體模態(tài)及空腔模態(tài)造成的振動能量集 中，最終會在軸頭的振動加速度上表現出來。觀察發(fā) 現軸頭處的振動加速度峰值與輪胎的相關模態(tài)時啦。由于輪胎小體模態(tài)頻率不能進行大幅度變更 ，無法進 行有效 的模態(tài)規(guī)避 ，所 以主要針對輪胎 的振動衰減能 力進行提升。主要優(yōu)化方案包括調整輪胎胎面橡膠厚 度 、調整帶束層鋪設角度及胎肩的鋪設面積等。

2 應用案例 東風汽車采用漢航Hunter Box硬件和NTS.LAB模態(tài)測試分析及輪胎力傳遞率和側向剛度分析軟件，通過試驗方法獲取結構的模態(tài)信息、力傳遞率及剛度參數，并與有限元結果進行對比，從而驗證有限元模型的準確性以及可供優(yōu)化設計的方向。2.1 車輪模態(tài)試驗分析 輪轂的約束條件一般有：自由懸掛和柔性支撐。

可以直接使用建立好的平順性或者操縱穩(wěn)定性分析的整車模型，直接調用Adams/Vibration模塊，進行系統(tǒng)模態(tài)分析，包括附帶的特性和其它一些非線性特性，強迫振動響應和每階模態(tài)的動畫，每階模態(tài)的動能、應變能、耗散能的數值分布，同一模型就可以直接研究振動性能，研究各參數對整個系統(tǒng)模型的影響。

機翼簡易模型結構靜力學分析與預應力模態(tài)分析●學習目標:如圖7-5所示，本實例為機翼簡易模型結構預應力模態(tài)分析，通過本實例學習預應力模態(tài)分析的基本操作方法和相關設置。●起始文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling.wbpj。●結果文件: Ch7/Ch7-1/Airfoil modeling Analysis wbpj。

OTPA模型中的目標點響應表達式可以寫成類似于TPA模型的形式，如公式（1）所示。

模態(tài)分析的目的是識別出結構的固有頻率、振型以及阻尼比。如圖1所示為某直列四缸發(fā)動機缸體的有限元模型，單元類型采用高階四面體，材料屬性設置見表1。圖1 有限元模型 分析結果見表2，一階扭轉模態(tài)為349 Hz，一階彎曲模態(tài)為754 Hz，第三階1092 Hz，為缸體局部模態(tài)，缸體前三階模態(tài)頻率不滿足設計要求。

輪胎幾何結構幾乎是軸對稱結構（胎面花紋塊除外），因此輪胎模擬通常從二維軸對稱分析開始。初始分析（例如輪圈安裝和充氣分析）是在二維軸對稱輪胎模型上進行的。 在二維分析之后，將二維軸對稱輪胎模型擠出到三維模型中，并繼續(xù)對三維模型進行進一步分析（如足跡和穩(wěn)態(tài)滾動）。 輪胎性能模擬要求 成功的輪胎性能模擬需要以下步驟： • 二維軸對稱輪胎模型，能夠處理因加固而產生的扭轉。

2、 一半三維接地印跡分析：軸對稱模型沿著對稱軸旋轉。 3、 完整的三維模型接地印跡分析：一半三維模型鏡像生成完整的三維模型 4、 穩(wěn)態(tài)滾動：在穩(wěn)定速度32km/h車速進行完整模型分析，這是輪胎的滾動速度為25rad/s。這些條件符合制動工況，本次分析考慮慣性和遲滯作用。

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(huán)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。

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(huán)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。

(a)加強層截面草圖 (b)加強層實體 圖3 加強層建模1.4 裝配 裝配后的輪胎模型如圖4所示，加強層通過Embedded regions技術嵌入輪胎中，主體區(qū)域選擇輪胎模型，嵌入區(qū)域選擇對應的加強層區(qū)域。

智慧輪胎解決方案是達索系統(tǒng)基于全球輪胎行業(yè)總結出的針對輪胎數字化轉型端到端的解決方案，幫助輪胎行業(yè)實現正新研發(fā)數字化轉型。從市場分析、需求定義、項目管理、產品線管理、產品設計及仿真、配方設計及仿真、工藝設計及仿真到運營管理，實現基于模型的單一數據源的數字孿生正向研發(fā)體系。