輪胎花紋溝流體動(dòng)力學(xué)研究
本文選題:輪胎 + 橫向花紋溝; 參考:《東華大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:輪胎作為汽車上唯一與地面接觸的部件,是汽車的重要組成部分,其對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性、承載性能等方面都有重要的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識(shí)到汽車所帶來的負(fù)面影響,其中就包括輪胎噪聲污染。歐盟、日本、美國都有自己的輪胎噪聲法規(guī),其中以歐盟法規(guī)最為嚴(yán)格,直接限制了我國輪胎產(chǎn)業(yè)海外市場(chǎng)的發(fā)展,低噪聲輪胎的設(shè)計(jì)已成為輪胎行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。近年來,輪胎有限元技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)的進(jìn)步而不斷發(fā)展,趨于成熟,但輪胎流體動(dòng)力學(xué)研究還處在一個(gè)探索的階段。輪胎噪聲的種類繁多,形成機(jī)理也很復(fù)雜,其中泵氣噪聲作為輪胎噪聲的主要噪聲源一直是研究的熱點(diǎn)。本文通過對(duì)不同工況下、不同橫向花紋溝進(jìn)行流固耦合分析,為輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與噪聲研究提供了基礎(chǔ)。以帶橫向花紋溝的載重子午線輪胎12.00R20為研究對(duì)象,建立了帶橫溝花紋的輪胎三維有限元模型,并驗(yàn)證了模型的有效性。在Abaqus中對(duì)輪胎有限元模型進(jìn)行70km/h、90km/h與110km/h三種工況下的瞬態(tài)滾動(dòng)分析,利用Python語言編寫程序處理結(jié)果文件,提取輪胎滾過路面過程中胎面體內(nèi)表面位移隨時(shí)間的變化曲線,作為流固耦合計(jì)算的邊界條件。建立了單個(gè)橫向花紋溝、路面及周圍空氣域耦合模型,在花紋塊上表面加載提取的位移時(shí)間曲線;基于ANSYS Workbench 16.0平臺(tái),通過System Coupling模塊進(jìn)行雙向流固耦合數(shù)值模擬,并驗(yàn)證了模型的有效性。分析了兩端開口的花紋溝與一端封口的花紋溝模型在70km/h、90km/h與110km/h三種工況下排氣階段與吸氣階段的氣流速度、軸向速度與靜壓的變化規(guī)律,并進(jìn)行對(duì)比。在70km/h、90km/h與110km/h三種工況下,對(duì)兩端開口的花紋溝與一端封口的花紋溝在60mm截面與70mm截面上的氣流速度、軸向速度與靜壓進(jìn)行了分析,其中詳細(xì)介紹了90km/h工況的流場(chǎng)情況。
[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.
【學(xué)位授予單位】:東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U463.341
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,本文編號(hào):2078299
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