基于热疲劳寿命理论的轮胎结构改进设计
发布时间：2021-11-16 11:16
载重货车的子午线轮胎工况较为恶劣,其疲劳寿命对于整车的安全性具有非常重要的影响。轮胎作为一种复杂的橡胶制品,其疲劳寿命影响因素众多,目前还没有一套统一的疲劳寿命估算标准。轮胎企业主要依靠设计经验进行轮胎的设计工作,通过简单的有限元分析验证,再进行里程实验测试得到轮胎的疲劳寿命。为了改进轮胎设计方案,首先要得到对应的轮胎寿命结果。目前的轮胎寿命有限元分析流程较长、操作复杂,并且完全基于研究者的分析经验,结果准确性很难评估。为了对轮胎设计方案进行快速改进,基于课题组前期研究成果,本论文根据轮胎有限元分析流程及热疲劳理论,通过Python编程及ABAQUS二次开发,独立编写完成了轮胎有限元分析平台。研究人员通过该平台,可以快速得到方案对应的轮胎寿命结果,再根据结果修改设计方案并验证,最终完成轮胎结构的改进设计,提升轮胎的疲劳寿命。利用所开发的分析平台,对某企业的一种轮胎进行了分析和改进。通过研究两种不同设计方案轮胎的热疲劳寿命,发现下三角胶的高度对于轮胎疲劳寿命的影响较大,据此,改变了胎圈尼龙包布的包覆范围,给出另外两个改进设计方案,经过分析计算得到了具有较高寿命的轮胎设计方案;最后通过轮胎...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
基于热疲劳寿命理论的轮胎结构改进设计82轮胎稳态滚动温度场及疲劳寿命分析理论与方法有限元方法在轮胎性能分析中的应用越来越广。将轮胎结构离散化变成网格模型，然后赋予其对应的属性，设置载荷和求解参数，可以实现对于轮胎这一复杂橡胶制品的有限元分析。橡胶材料在循环加载的情况下，滞后生热是主要的热量来源，而温度的改变又会影响到橡胶材料的疲劳参数，进而影响到轮胎的热疲劳寿命。首先要分析出轮胎的温度场分布，然后再分析基于该条件下的热疲劳寿命。2.1轮胎有限元模型2.1.1轮胎基本结构子午线轮胎是轮胎工业的更新换代产品，具有行驶安全、滚动阻力孝节油及耐磨等优点（栗建民等，2003）。图2.1为子午线轮胎的结构示意图。图2.1子午线轮胎结构Figure2.1Radialtirestructure子午线轮胎由于其优异的性能，在世界范围内都得到了广泛应用。载重汽车子午线轮胎也逐渐取代了载重斜交轮胎。子午线轮胎主要由橡胶结构和骨架材料构成。（谭剑等，2017；路刚，2012；马双华等，2009）。子午线轮胎内部的材料种类繁多，同时由于每款轮胎设计均有所差异，导致了子午线轮胎结构较为复杂，其性能
基于热疲劳寿命理论的轮胎结构改进设计121#带束层0.9408326612#带束层0.9408327513#带束层0.456162.221051胎体1.02635201尼龙0.30224612.1.3轮胎有限元建模过程轮胎是多种结构组成的橡胶工业品，一般是由不同牌号的橡胶材料和钢丝或尼龙材质的骨架材料组成。轮胎的综合性能表现是多种结构相互影响，相互作用的结果（俞淇等，2006）。轮胎的结构如图2.2所示：图2.2轮胎的二维结构分布图Figure2.2Two-dimensionalstructuredistributionmapoftire
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus二次开发的某小型塔机下支座优化[J]. 贺尚红,李少文,唐立业. 建筑机械. 2019(10)
[2]基于粒子群优化算法的软土场地Davidenkov模型参数拟合与应用[J]. 王沿朝,陈清军. 振动与冲击. 2019(17)
[3]基于ABAQUS二次开发变角度层合板屈曲特性分析[J]. 年春波,王小平,代文猛,杨洋. 宇航材料工艺. 2019(04)
[4]全钢子午线轮胎胎圈鼓包机理的有限元分析[J]. 王志平,裴权华,王彩红,陈宇. 轮胎工业. 2019(08)
[5]实心橡胶轮胎非线性粘弹性生热行为和滚动阻力的热力耦合分析[J]. 李昭,刘枫,李凡珠,杨海波,卢咏来,张立群. 轮胎工业. 2019(07)
[6]轮胎形态变化的仿真技术[J]. 冯普凌,Francesco Calabrese,Manfred B?cker,Axel Gallrein. 现代橡胶技术. 2019(03)
[7]碳纤维汽车底盘后纵臂CAE设计的优化算法[J]. 朱迪,姚远,彭雄奇. 应用数学和力学. 2018(08)
[8]橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立[J]. 李佳,雍占福,王青春,谢熠萌. 橡胶科技. 2018(03)
[9]有限变形下橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型[J]. 于海富,李凡珠,杨海波,张立群. 橡胶工业. 2017(11)
[10]子午线轮胎综述[J]. 谭剑,杭柏林. 信息记录材料. 2017(03)
博士论文
[1]磁流变弹性体的制备与疲劳断裂机理研究[D]. 雍占福.青岛科技大学 2018
硕士论文
[1]液压挖掘机工作装置三维数模开发及联合仿真优化[D]. 董正荣.吉林大学 2019
[2]BUSBAR仿真平台的构建[D]. 杨杰.北京邮电大学 2019
[3]基于有限元仿真的拼接模具硬态铣削用刀具优化[D]. 王彦武.哈尔滨理工大学 2019
[4]薄壁件铣削仿真研究及其平台二次开发[D]. 孙厚野.吉林大学 2018
[5]基于ABAQUS的输电线路舞动仿真平台二次开发[D]. 李海波.重庆大学 2018
[6]基于特征的轮胎参数化设计系统及其应力分析[D]. 应莲花.合肥工业大学 2018
[7]某轮毂电机驱动轮胎耐久性分析[D]. 李佳.北京林业大学 2018
[8]子午线力车胎疲劳寿命与滞后生热的有限元计算[D]. 张静宜.北京化工大学 2017
[9]低速电动轿车轮胎的结构设计与仿真[D]. 殷瑞婧.燕山大学 2017
[10]随机振动条件下橡胶减振元件的疲劳耐久性预报[D]. 王昊.清华大学 2017
本文编号：3498779
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：148 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
基于热疲劳寿命理论的轮胎结构改进设计82轮胎稳态滚动温度场及疲劳寿命分析理论与方法有限元方法在轮胎性能分析中的应用越来越广。将轮胎结构离散化变成网格模型，然后赋予其对应的属性，设置载荷和求解参数，可以实现对于轮胎这一复杂橡胶制品的有限元分析。橡胶材料在循环加载的情况下，滞后生热是主要的热量来源，而温度的改变又会影响到橡胶材料的疲劳参数，进而影响到轮胎的热疲劳寿命。首先要分析出轮胎的温度场分布，然后再分析基于该条件下的热疲劳寿命。2.1轮胎有限元模型2.1.1轮胎基本结构子午线轮胎是轮胎工业的更新换代产品，具有行驶安全、滚动阻力孝节油及耐磨等优点（栗建民等，2003）。图2.1为子午线轮胎的结构示意图。图2.1子午线轮胎结构Figure2.1Radialtirestructure子午线轮胎由于其优异的性能，在世界范围内都得到了广泛应用。载重汽车子午线轮胎也逐渐取代了载重斜交轮胎。子午线轮胎主要由橡胶结构和骨架材料构成。（谭剑等，2017；路刚，2012；马双华等，2009）。子午线轮胎内部的材料种类繁多，同时由于每款轮胎设计均有所差异，导致了子午线轮胎结构较为复杂，其性能
基于热疲劳寿命理论的轮胎结构改进设计121#带束层0.9408326612#带束层0.9408327513#带束层0.456162.221051胎体1.02635201尼龙0.30224612.1.3轮胎有限元建模过程轮胎是多种结构组成的橡胶工业品，一般是由不同牌号的橡胶材料和钢丝或尼龙材质的骨架材料组成。轮胎的综合性能表现是多种结构相互影响，相互作用的结果（俞淇等，2006）。轮胎的结构如图2.2所示：图2.2轮胎的二维结构分布图Figure2.2Two-dimensionalstructuredistributionmapoftire
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus二次开发的某小型塔机下支座优化[J]. 贺尚红,李少文,唐立业. 建筑机械. 2019(10)
[2]基于粒子群优化算法的软土场地Davidenkov模型参数拟合与应用[J]. 王沿朝,陈清军. 振动与冲击. 2019(17)
[3]基于ABAQUS二次开发变角度层合板屈曲特性分析[J]. 年春波,王小平,代文猛,杨洋. 宇航材料工艺. 2019(04)
[4]全钢子午线轮胎胎圈鼓包机理的有限元分析[J]. 王志平,裴权华,王彩红,陈宇. 轮胎工业. 2019(08)
[5]实心橡胶轮胎非线性粘弹性生热行为和滚动阻力的热力耦合分析[J]. 李昭,刘枫,李凡珠,杨海波,卢咏来,张立群. 轮胎工业. 2019(07)
[6]轮胎形态变化的仿真技术[J]. 冯普凌,Francesco Calabrese,Manfred B?cker,Axel Gallrein. 现代橡胶技术. 2019(03)
[7]碳纤维汽车底盘后纵臂CAE设计的优化算法[J]. 朱迪,姚远,彭雄奇. 应用数学和力学. 2018(08)
[8]橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立[J]. 李佳,雍占福,王青春,谢熠萌. 橡胶科技. 2018(03)
[9]有限变形下橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型[J]. 于海富,李凡珠,杨海波,张立群. 橡胶工业. 2017(11)
[10]子午线轮胎综述[J]. 谭剑,杭柏林. 信息记录材料. 2017(03)
博士论文
[1]磁流变弹性体的制备与疲劳断裂机理研究[D]. 雍占福.青岛科技大学 2018
硕士论文
[1]液压挖掘机工作装置三维数模开发及联合仿真优化[D]. 董正荣.吉林大学 2019
[2]BUSBAR仿真平台的构建[D]. 杨杰.北京邮电大学 2019
[3]基于有限元仿真的拼接模具硬态铣削用刀具优化[D]. 王彦武.哈尔滨理工大学 2019
[4]薄壁件铣削仿真研究及其平台二次开发[D]. 孙厚野.吉林大学 2018
[5]基于ABAQUS的输电线路舞动仿真平台二次开发[D]. 李海波.重庆大学 2018
[6]基于特征的轮胎参数化设计系统及其应力分析[D]. 应莲花.合肥工业大学 2018
[7]某轮毂电机驱动轮胎耐久性分析[D]. 李佳.北京林业大学 2018
[8]子午线力车胎疲劳寿命与滞后生热的有限元计算[D]. 张静宜.北京化工大学 2017
[9]低速电动轿车轮胎的结构设计与仿真[D]. 殷瑞婧.燕山大学 2017
[10]随机振动条件下橡胶减振元件的疲劳耐久性预报[D]. 王昊.清华大学 2017
本文编号：3498779
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