轮胎花纹沟流体动力学研究
本文选题:轮胎 + 横向花纹沟 ; 参考:《东华大学》2016年硕士论文
【摘要】:轮胎作为汽车上唯一与地面接触的部件,是汽车的重要组成部分,其对汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性、承载性能等方面都有重要的影响。随着汽车工业的发展,人们逐渐认识到汽车所带来的负面影响,其中就包括轮胎噪声污染。欧盟、日本、美国都有自己的轮胎噪声法规,其中以欧盟法规最为严格,直接限制了我国轮胎产业海外市场的发展,低噪声轮胎的设计已成为轮胎行业的一个热点问题。近年来,轮胎有限元技术随着计算机的进步而不断发展,趋于成熟,但轮胎流体动力学研究还处在一个探索的阶段。轮胎噪声的种类繁多,形成机理也很复杂,其中泵气噪声作为轮胎噪声的主要噪声源一直是研究的热点。本文通过对不同工况下、不同横向花纹沟进行流固耦合分析,为轮胎结构设计与噪声研究提供了基础。以带横向花纹沟的载重子午线轮胎12.00R20为研究对象,建立了带横沟花纹的轮胎三维有限元模型,并验证了模型的有效性。在Abaqus中对轮胎有限元模型进行70km/h、90km/h与110km/h三种工况下的瞬态滚动分析,利用Python语言编写程序处理结果文件,提取轮胎滚过路面过程中胎面体内表面位移随时间的变化曲线,作为流固耦合计算的边界条件。建立了单个横向花纹沟、路面及周围空气域耦合模型,在花纹块上表面加载提取的位移时间曲线;基于ANSYS Workbench 16.0平台,通过System Coupling模块进行双向流固耦合数值模拟,并验证了模型的有效性。分析了两端开口的花纹沟与一端封口的花纹沟模型在70km/h、90km/h与110km/h三种工况下排气阶段与吸气阶段的气流速度、轴向速度与静压的变化规律,并进行对比。在70km/h、90km/h与110km/h三种工况下,对两端开口的花纹沟与一端封口的花纹沟在60mm截面与70mm截面上的气流速度、轴向速度与静压进行了分析,其中详细介绍了90km/h工况的流场情况。
[Abstract]:As the only part of the vehicle which is in contact with the ground, tire is an important part of the vehicle, which has an important impact on the handling stability, ride comfort, bearing capacity and so on. With the development of automobile industry, people have come to realize the negative effects of automobile, including tire noise pollution. The European Union, Japan, and the United States all have their own tire noise regulations, among which the EU regulations are the strictest, which directly limits the development of overseas markets in China's tire industry. The design of low-noise tyres has become a hot issue in the tire industry. In recent years, with the development of computer, tire finite element technology has been developed and matured, but the research of tire hydrodynamics is still in a stage of exploration. There are many kinds of tire noise, and the formation mechanism is also very complicated. Pump noise is the main noise source of tire noise. In this paper, the fluid-solid coupling analysis of different transverse grooves under different working conditions is carried out, which provides a basis for the design of tire structure and the study of noise. Taking 12.00R20 truck radial tire with transverse grooves as the research object, a three-dimensional finite element model of tire with transverse groove pattern is established, and the validity of the model is verified. The transient rolling analysis of tire finite element model was carried out in Abaqus under 70 km / h 90 km / h and 110km/h. The curves of the surface displacement of tire body with time were extracted by programming the result file in Abaqus language. As a boundary condition for fluid-solid coupling calculation. A single transverse pattern groove, road surface and surrounding air domain coupling model is established to load the displacement time curve on the surface of the pattern block, and based on ANSYS Workbench 16.0 platform, the system coupling module is used to carry out the two-way fluid-solid coupling numerical simulation. The validity of the model is verified. In this paper, the variation laws of airflow velocity, axial velocity and static pressure in exhaust stage and inspiratory stage of 70 km / h / h and 90 km / h / h 110km/h are analyzed and compared. The airflow velocity, axial velocity and static pressure on the 60mm section and the 70mm section are analyzed under the conditions of 70 km / h 90 km / h and 110km/h. The flow field of 90km/h is introduced in detail.
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.341
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,本文编号:2078299
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