高海拔公路隧道洞口段积雪路面轮胎抗滑性能数值模拟研究
发布时间：2024-04-22 00:45
路面积雪导致路面的摩擦系数减小,从而降低车辆的操控稳定性和安全性,影响行车安全,甚至造成交通事故,带来巨大的经济损失和人员伤亡。而高海拔公路隧道洞口段作为公路交通的重要组成部分,一旦积雪,将严重影响道路交通安全。因此对积雪环境下车辆轮胎的抗滑力学性能进行系统的研究,具有重要的意义。本文依托针省部级重大专项课题“西藏米拉山隧道(高海拔环境敏感区)特长公路隧道绿色建设关键技术研究”,针对高海拔地区积雪路面的特点,对车辆轮胎-积雪路面的抗滑性能进行了研究,主要工作包括以下几个方面:1.忽略轮胎细部花纹影响,仅建立纵向沟槽,综合考虑了轮胎的骨架结构和超弹性橡胶材料特性,利用ABAQUS软件建立了 205/55R16子午线轮胎的精细化有限元模型。采用Rebar单元模拟轮胎的加强筋结构;橡胶基体采用Mooney-Rivlin超弹性本构模型;利用Rigid单元模拟与轮辋接触的胎圈。从应力分布规律、轮廓变形、径向刚度和接地面积等角度来验证轮胎有限元模型的合理性;2.利用ABAQUS数值模拟积雪平板荷载试验,采用多核并行计算方法和自适应网格重划分技术(ALE),从积雪密度、积雪反力与平板下陷量之间的关系...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 子午线轮胎数值模拟研究现状
1.2.2 轮胎—积雪相互作用数值仿真研究现状
1.3 论文的主要研究工作
1.4 研究难点及技术思路
第二章 非线性有限元分析的基本理论
2.1 微分方程的等效积分形式
2.2 非线性动力学问题求解方法
2.3 接触算法
2.4 本章小结
第三章 基于ALE的积雪有限元模型
3.1 积雪的物理性质
3.2 积雪的本构模型
3.2.1 三种Drucker-Prager模型
3.2.2 修正的D-P盖帽模型
3.3 基于ALE的平板荷载试验数值模拟
3.4 本章小结
第四章 轮胎—积雪接触理论及有限元模型研究
4.1 子午线轮胎基本结构
4.2 超弹性橡胶材料模型及骨架结构
4.2.1 超弹性橡胶材料模型
4.2.2 子午线轮胎骨架结构及材料
4.3 带纵沟子午线轮胎的有限元建模方法
4.3.1 子午线轮胎轴对称有限元模型的建立
4.3.2 子午线轮胎三维有限元模型的建立
4.4 子午线轮胎有限元模型的合理性验证
4.4.1 轴对称有限元模型合理性验证—变形分析
4.4.2 轴对称有限元模型合理性验证—应力分析
4.4.3 三维轮胎有限元模型合理性验证—接触面积分析
4.4.4 三维轮胎有限元模型合理性验证—径向刚度分析
4.5 轮胎—积雪的力学理论模型
4.5.1 轮胎前沿挤压积雪产生的反力FCompress的计算方法
4.5.2 摩擦力F_μ的计算方法
4.6 轮胎—积雪接触有限元模型
4.6.1 几何尺寸
4.6.2 边界条件
4.6.3 求解算法
4.7 本章小结
第五章 轮胎抗滑性能的影响因素分析
5.1 米拉山隧道大气压变化对胎压的影响
5.2 轮胎无滚动下挠曲变形与下陷量
5.3 轮胎无滚动下接触压力分布及接触面积变化
5.4 轮胎滚动下抗滑性能影响因素分析
5.4.1 滑转率对抗滑性能的影响
5.4.2 滑动摩擦系数对抗滑性能的影响
5.4.3 积雪厚度对抗滑性能的影响
5.4.4 荷载对抗滑性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 小结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3961683
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 子午线轮胎数值模拟研究现状
1.2.2 轮胎—积雪相互作用数值仿真研究现状
1.3 论文的主要研究工作
1.4 研究难点及技术思路
第二章 非线性有限元分析的基本理论
2.1 微分方程的等效积分形式
2.2 非线性动力学问题求解方法
2.3 接触算法
2.4 本章小结
第三章 基于ALE的积雪有限元模型
3.1 积雪的物理性质
3.2 积雪的本构模型
3.2.1 三种Drucker-Prager模型
3.2.2 修正的D-P盖帽模型
3.3 基于ALE的平板荷载试验数值模拟
3.4 本章小结
第四章 轮胎—积雪接触理论及有限元模型研究
4.1 子午线轮胎基本结构
4.2 超弹性橡胶材料模型及骨架结构
4.2.1 超弹性橡胶材料模型
4.2.2 子午线轮胎骨架结构及材料
4.3 带纵沟子午线轮胎的有限元建模方法
4.3.1 子午线轮胎轴对称有限元模型的建立
4.3.2 子午线轮胎三维有限元模型的建立
4.4 子午线轮胎有限元模型的合理性验证
4.4.1 轴对称有限元模型合理性验证—变形分析
4.4.2 轴对称有限元模型合理性验证—应力分析
4.4.3 三维轮胎有限元模型合理性验证—接触面积分析
4.4.4 三维轮胎有限元模型合理性验证—径向刚度分析
4.5 轮胎—积雪的力学理论模型
4.5.1 轮胎前沿挤压积雪产生的反力FCompress的计算方法
4.5.2 摩擦力F_μ的计算方法
4.6 轮胎—积雪接触有限元模型
4.6.1 几何尺寸
4.6.2 边界条件
4.6.3 求解算法
4.7 本章小结
第五章 轮胎抗滑性能的影响因素分析
5.1 米拉山隧道大气压变化对胎压的影响
5.2 轮胎无滚动下挠曲变形与下陷量
5.3 轮胎无滚动下接触压力分布及接触面积变化
5.4 轮胎滚动下抗滑性能影响因素分析
5.4.1 滑转率对抗滑性能的影响
5.4.2 滑动摩擦系数对抗滑性能的影响
5.4.3 积雪厚度对抗滑性能的影响
5.4.4 荷载对抗滑性能的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 小结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3961683
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3961683.html
