基于几何更新方法的轮胎胎面磨耗行为仿真分析
发布时间：2022-02-17 23:46
轮胎作为汽车与路面接触的唯一部件,汽车依赖轮胎与路面间的摩擦力实现汽车加速、巡航和制动。耐磨性作为评价轮胎性能的重要指标,直接制约着轮胎的使用寿命。目前世界各国轮胎公司对轮胎磨耗性能的测试主要依靠道路磨耗试验,但是该方法成本高耗时长。因此,在计算机性能大幅提升和有限元方法不断完善的今天,利用有限元仿真分析方法研究轮胎胎面的磨耗性能成为可能。本文以205/55R16型号的子午线轮胎为研究对象,利用ABAQUS等有限元分析软件建立了光面轮胎、纵沟槽花纹轮胎以及复杂花纹轮胎的有限元模型,并通过径向刚度试验验证了有限元模型的正确性;利用ABAQUS用户子程序（FRIC、VFRIC）将胎面和路面之间的摩擦特性定义为指数衰减模型;针对不同花纹轮胎的结构特点,采用隐式分析方法模拟光面轮胎和纵沟槽花纹轮胎的自由滚动过程,而采用显式分析方法模拟复杂花纹轮胎的自由滚动过程。考虑到轮胎在滚动过程中发生胎面磨损导致材料销蚀的现象,本文基于李钊和左曙光等人提出的胎面磨耗求解策略——几何更新法,使用ABAQUS软件仿真研究了光面轮胎、纵沟槽花纹轮胎和复杂花纹轮胎的磨耗性能。即将总的磨耗评价行驶里程离散为多个阶段,...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胎面磨耗标志
第二章 轮胎性能有限元分析方法和轮胎磨损机理的相对滑移等原因，使得接触问题包含复杂的非线性。接触问题的非材料的非线性、几何的非线性和接触面的非线性。在进行轮胎滚动模与路面之间发生接触，需要考虑两个接触面之间的摩擦、滑动以及轮利用 ABAQUS 软件进行轮胎与路面之间的接触分析，研究中需要利求解两种算法，分别使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 两AQUS/Standard 的接触算法原理如图 2-1，该算法基于牛顿拉普森理论始时检查每个接触面之间的相互作用状态，检验接触节点是开放还是S/Explicit 的接触算法在分析接触问题时，不需要进行迭代，该算法基据前一时间步长的静力学状态推导出动力学方程的解[60]。
图 2-2 摩擦系数和相对滑移速度的关系曲线接触收敛性分析利用 ABAQUS 软件进行隐式分析时，经常会遇到求解不收敛的情况。影的因素有很多，ABAQUS 有限元软件提供了错误提示与检测功能，在求成格式为 MSG、DAT 和 STA 的文件，用于计算过程的详细记录、相关信息的查询等等，利用上述文件可以方便快速的查找问题的所在。发生计算不收敛时，可以考虑以下几个方面是否存在问题：1）网格是否规整。在物体接触的过程中，相互接触的两个面之间是否发以及相互接触的单元网格是否过于粗糙；在不收敛的情况下，将局部网格很大程度上提高收敛性。2）迭代步长设置是否合理。如果模型比较大，可以将迭代次数修改多一算初始时就不收敛而且迭代结束后时间增量数值偏大，则可以将初始增量
【参考文献】：
期刊论文
[1]弯道复合工况下走行轮胎偏磨损数值分析[J]. 杜子学,陈亮,文孝霞. 长安大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]基于解析方法的轮胎磨损颗粒物运动轨迹分析[J]. 轩闪闪,黄海波,刘金朋,刘清国,卢轩. 中国机械工程. 2017(08)
[3]基于有限元方法的轮胎磨损特性研究[J]. 叶树斌,臧孟炎. 机械设计与制造工程. 2014(07)
[4]轮胎磨损对车辆制动效能影响的试验[J]. 李健,魏朗,张韦华,陈涛. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(02)
[5]三维非线性轮胎的五刚特性仿真[J]. 臧孟炎,许玉文,周涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(01)
[6]ABAQUS接触问题浅析[J]. 宫龙颖. 中国煤炭. 2009(07)
[7]具有细致花纹块的轮胎网格生成及负荷分析[J]. 颜超,杨卫民. 轮胎工业. 2008(11)
[8]轮胎橡胶摩擦特性的试验研究[J]. 管迪华,宋聪慧,范成建. 汽车工程. 2008(04)
[9]轮胎结构不对称性对其力学特性建模的影响[J]. 卢荡,郭孔辉. 吉林大学学报(工学版). 2004(02)
博士论文
[1]轮胎胎面磨耗行为的实验研究与数值分析[D]. 李钊.中国科学技术大学 2013
[2]计及复杂胎面花纹的子午线轮胎结构有限元分析[D]. 李兵.中国科学技术大学 2008
[3]轿车轮胎非正常磨损机理及使用寿命预测研究[D]. 黄海波.同济大学 2006
硕士论文
[1]计及复杂花纹的轮胎胎面磨耗预测[D]. 胡竞文.吉林大学 2017
[2]全钢子午线轮胎疲劳寿命仿真研究[D]. 姜明磊.华南理工大学 2016
[3]基于有限元方法的轮胎磨损特性研究[D]. 徐文冰.华南理工大学 2014
[4]全钢载重子午线轮胎特性有限元分析及验证[D]. 景立新.吉林大学 2007
[5]全钢载重子午线轮胎稳态力学特性有限元分析[D]. 刘长国.吉林大学 2006
本文编号：3630323
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胎面磨耗标志
第二章 轮胎性能有限元分析方法和轮胎磨损机理的相对滑移等原因，使得接触问题包含复杂的非线性。接触问题的非材料的非线性、几何的非线性和接触面的非线性。在进行轮胎滚动模与路面之间发生接触，需要考虑两个接触面之间的摩擦、滑动以及轮利用 ABAQUS 软件进行轮胎与路面之间的接触分析，研究中需要利求解两种算法，分别使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 两AQUS/Standard 的接触算法原理如图 2-1，该算法基于牛顿拉普森理论始时检查每个接触面之间的相互作用状态，检验接触节点是开放还是S/Explicit 的接触算法在分析接触问题时，不需要进行迭代，该算法基据前一时间步长的静力学状态推导出动力学方程的解[60]。
图 2-2 摩擦系数和相对滑移速度的关系曲线接触收敛性分析利用 ABAQUS 软件进行隐式分析时，经常会遇到求解不收敛的情况。影的因素有很多，ABAQUS 有限元软件提供了错误提示与检测功能，在求成格式为 MSG、DAT 和 STA 的文件，用于计算过程的详细记录、相关信息的查询等等，利用上述文件可以方便快速的查找问题的所在。发生计算不收敛时，可以考虑以下几个方面是否存在问题：1）网格是否规整。在物体接触的过程中，相互接触的两个面之间是否发以及相互接触的单元网格是否过于粗糙；在不收敛的情况下，将局部网格很大程度上提高收敛性。2）迭代步长设置是否合理。如果模型比较大，可以将迭代次数修改多一算初始时就不收敛而且迭代结束后时间增量数值偏大，则可以将初始增量
【参考文献】：
期刊论文
[1]弯道复合工况下走行轮胎偏磨损数值分析[J]. 杜子学,陈亮,文孝霞. 长安大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]基于解析方法的轮胎磨损颗粒物运动轨迹分析[J]. 轩闪闪,黄海波,刘金朋,刘清国,卢轩. 中国机械工程. 2017(08)
[3]基于有限元方法的轮胎磨损特性研究[J]. 叶树斌,臧孟炎. 机械设计与制造工程. 2014(07)
[4]轮胎磨损对车辆制动效能影响的试验[J]. 李健,魏朗,张韦华,陈涛. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(02)
[5]三维非线性轮胎的五刚特性仿真[J]. 臧孟炎,许玉文,周涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2011(01)
[6]ABAQUS接触问题浅析[J]. 宫龙颖. 中国煤炭. 2009(07)
[7]具有细致花纹块的轮胎网格生成及负荷分析[J]. 颜超,杨卫民. 轮胎工业. 2008(11)
[8]轮胎橡胶摩擦特性的试验研究[J]. 管迪华,宋聪慧,范成建. 汽车工程. 2008(04)
[9]轮胎结构不对称性对其力学特性建模的影响[J]. 卢荡,郭孔辉. 吉林大学学报(工学版). 2004(02)
博士论文
[1]轮胎胎面磨耗行为的实验研究与数值分析[D]. 李钊.中国科学技术大学 2013
[2]计及复杂胎面花纹的子午线轮胎结构有限元分析[D]. 李兵.中国科学技术大学 2008
[3]轿车轮胎非正常磨损机理及使用寿命预测研究[D]. 黄海波.同济大学 2006
硕士论文
[1]计及复杂花纹的轮胎胎面磨耗预测[D]. 胡竞文.吉林大学 2017
[2]全钢子午线轮胎疲劳寿命仿真研究[D]. 姜明磊.华南理工大学 2016
[3]基于有限元方法的轮胎磨损特性研究[D]. 徐文冰.华南理工大学 2014
[4]全钢载重子午线轮胎特性有限元分析及验证[D]. 景立新.吉林大学 2007
[5]全钢载重子午线轮胎稳态力学特性有限元分析[D]. 刘长国.吉林大学 2006
本文编号：3630323
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3630323.html
