子午线轮胎胎面磨损有限元分析.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
子午线轮胎胎面磨损有限元分析
姓名:何涛
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:汪洋;李子然
20090601
摘要诸多使用性能。随着轮胎工业的发展,现代环保标准对轮胎的使用寿命要求也越来越高,胎面磨损性能越来越成为轮胎制造商、研究者和使用者密切关注的焦传统试验研究方法成本高且研究周期长,因此迫切需要发展轮胎胎面磨损的有限元分析技术,减小研究成本和周期。本文就是在这一背景下针对这一课题进行了为准确地模拟和分析胎面磨损,本文引入接地压力、滑动速度和温度等相关因素对胎面摩擦磨损性能的影响,以软件为基础,形成了轮胎胎面磨损的有限元分析策略。对轮胎在自由滚动、侧偏、驱动、制动等典型工况下的胎面磨损进行了有限元计算。数值结果表明,胎面花纹磨损轮廓在不同工况下截然不同且磨损速率按特性。计算了轮胎在给定的简化路况下的整体磨损轮廓,该简化路况仅包含前述随着在制动工况下滑移率的增加,胎面各花纹块滑动前端将出现接触大变形,同时胎面摩擦生热对摩擦磨损的影响将不可忽略。为进一步计算得到与胎面花纹块磨损相关的较准确的花纹块滑动变形受力分布,更准确地预报磨损,使用果显示,采用精细网格的局部花纹模型能反映出滑动前端卷曲大变形以及表面卷曲自接触的变形特征。通过与贫刺侣痔ヌッ婊ㄎ瓶槟ニ鹣嗨频哪ニ关键词:胎面磨损,有限元,摩擦胎面磨损不仅直接影响轮胎使用寿命,同时关系到轮胎操纵、滑水、噪音等点。对胎面摩擦磨损特性的研究,目前仍主要依赖户外和户内的试验方法,然而一些初步的研究。自由滚动、侧偏、驱动、制动顺序变大。分析了胎面的不均匀磨损和不规则磨损的五种典型工况。在模拟过程中,考虑到胎面磨损是随着行驶里程逐渐磨损的过程,使用增量步骤计算得到了轮胎在此路况下一定里程后的胎面磨损轮廓。整体到局部的分析方法,进行了胎面花纹块滑动磨损的热力耦合有限元分析。结模拟分析,揭示了花纹块沿滑动方向的不规则磨损特征。
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撬鞠躺圆鳓黼圈黼第一章绪论引言随着轮胎工业的发展,现代环保标准对轮胎的使用寿命要求也越来越高。轮胎胎面磨损缤ǖ贾侣痔ヌ崆氨ǚ希备谋渎痔ブ疃嗳绮僮荨滑水、噪音等使用’佳能。因此,胎面磨损性能越来越引起轮胎制造商、研究者和使用者的关注。湫偷奶ッ婺ニ鹦问绞疽胎面磨损是胎面在周向和侧向切线应力作用下与路面相互滑动摩擦,胎面橡胶表层受到机械应力、热、氧等因素的综合作用,,影响胎面磨损特性的因素有玻璃转变温度、炭黑含量、弹性模量、硬度、抗拉强度和疲劳强度等材料参数和接触应力、相对滑动速度、温度和地面粗糙度等外部因素【¨】;另一方面,轮胎结构的复杂性,特别是胎面花纹的存在,使得胎面受力分布十分复杂。。目前通常使用试验方法来测试轮胎使用寿命,衡量轮胎耐磨损性能;然而传统试验方法成本高且研究周期长,因此有必要发展轮胎胎面磨损的数值预报方法。图的复杂过程绪论,
筲;罔缪萼蓐夥琛乏⋯一⋯“ā璓⋯”⋯””‘争’⋯’”⋯”。宁⋯⋯⋯⋯’壹⋯“⋯⋯“⋯.””⋯”⋯胎面磨损的研究现状孽阠纕.;一西一《.匝檠芯为预报轮胎的使用寿命并研究胎面磨损特性,许多学者进行了户外整车的轮胎磨损试验。户外试验能够最真实地放映轮胎在实际使用过程中胎面磨损的情况。然而户外试验研究代价大且耗时相当长,因此需要由户内试验代替户外试验。为了考虑户外车辆行驶过程中车辆和路况对轮胎受力的影响,真实和系统地研究轮胎胎面磨损特性,刻岢隽舜婊馐匝榻谢谑匝榈方法,并得到轮胎研究领域的广泛认可和使用’俊7椒ㄈ缦拢紫仍诨馐匝楣讨校恢苯硬獾寐痔ピ诵凶刺难以测试遣馐栽谀骋欢涡惺还讨谐盗拘薪俣群脱厝龇较蛟硕铀俣的时间历史曲线,构造如图所示的样本文件,此样本文件包含了车身和路况对整车受力的影响;然后使用,热砑胙疚募姓的多体动力学分析,计算得到轮胎位置和沿三个方向轮辋中心点受力的时间历史曲线,以此构造轮胎户内试验所需的加载历史文件;最后通过计算机控制并实现此加载历史文件,即可进行模拟户外使用状况的户内轮胎胎面磨损试验。甜图某