基于熱疲勞壽命理論的輪胎結構改進設計
發(fā)布時間:2021-11-16 11:16
載重貨車的子午線輪胎工況較為惡劣,其疲勞壽命對于整車的安全性具有非常重要的影響。輪胎作為一種復雜的橡膠制品,其疲勞壽命影響因素眾多,目前還沒有一套統(tǒng)一的疲勞壽命估算標準。輪胎企業(yè)主要依靠設計經驗進行輪胎的設計工作,通過簡單的有限元分析驗證,再進行里程實驗測試得到輪胎的疲勞壽命。為了改進輪胎設計方案,首先要得到對應的輪胎壽命結果。目前的輪胎壽命有限元分析流程較長、操作復雜,并且完全基于研究者的分析經驗,結果準確性很難評估。為了對輪胎設計方案進行快速改進,基于課題組前期研究成果,本論文根據輪胎有限元分析流程及熱疲勞理論,通過Python編程及ABAQUS二次開發(fā),獨立編寫完成了輪胎有限元分析平臺。研究人員通過該平臺,可以快速得到方案對應的輪胎壽命結果,再根據結果修改設計方案并驗證,最終完成輪胎結構的改進設計,提升輪胎的疲勞壽命。利用所開發(fā)的分析平臺,對某企業(yè)的一種輪胎進行了分析和改進。通過研究兩種不同設計方案輪胎的熱疲勞壽命,發(fā)現下三角膠的高度對于輪胎疲勞壽命的影響較大,據此,改變了胎圈尼龍包布的包覆范圍,給出另外兩個改進設計方案,經過分析計算得到了具有較高壽命的輪胎設計方案;最后通過輪胎...
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:148 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術路線
基于熱疲勞壽命理論的輪胎結構改進設計82輪胎穩(wěn)態(tài)滾動溫度場及疲勞壽命分析理論與方法有限元方法在輪胎性能分析中的應用越來越廣。將輪胎結構離散化變成網格模型,然后賦予其對應的屬性,設置載荷和求解參數,可以實現對于輪胎這一復雜橡膠制品的有限元分析。橡膠材料在循環(huán)加載的情況下,滯后生熱是主要的熱量來源,而溫度的改變又會影響到橡膠材料的疲勞參數,進而影響到輪胎的熱疲勞壽命。首先要分析出輪胎的溫度場分布,然后再分析基于該條件下的熱疲勞壽命。2.1輪胎有限元模型2.1.1輪胎基本結構子午線輪胎是輪胎工業(yè)的更新換代產品,具有行駛安全、滾動阻力孝節(jié)油及耐磨等優(yōu)點(栗建民等,2003)。圖2.1為子午線輪胎的結構示意圖。圖2.1子午線輪胎結構Figure2.1Radialtirestructure子午線輪胎由于其優(yōu)異的性能,在世界范圍內都得到了廣泛應用。載重汽車子午線輪胎也逐漸取代了載重斜交輪胎。子午線輪胎主要由橡膠結構和骨架材料構成。(譚劍等,2017;路剛,2012;馬雙華等,2009)。子午線輪胎內部的材料種類繁多,同時由于每款輪胎設計均有所差異,導致了子午線輪胎結構較為復雜,其性能
基于熱疲勞壽命理論的輪胎結構改進設計121#帶束層0.9408326612#帶束層0.9408327513#帶束層0.456162.221051胎體1.02635201尼龍0.30224612.1.3輪胎有限元建模過程輪胎是多種結構組成的橡膠工業(yè)品,一般是由不同牌號的橡膠材料和鋼絲或尼龍材質的骨架材料組成。輪胎的綜合性能表現是多種結構相互影響,相互作用的結果(俞淇等,2006)。輪胎的結構如圖2.2所示:圖2.2輪胎的二維結構分布圖Figure2.2Two-dimensionalstructuredistributionmapoftire
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Abaqus二次開發(fā)的某小型塔機下支座優(yōu)化[J]. 賀尚紅,李少文,唐立業(yè). 建筑機械. 2019(10)
[2]基于粒子群優(yōu)化算法的軟土場地Davidenkov模型參數擬合與應用[J]. 王沿朝,陳清軍. 振動與沖擊. 2019(17)
[3]基于ABAQUS二次開發(fā)變角度層合板屈曲特性分析[J]. 年春波,王小平,代文猛,楊洋. 宇航材料工藝. 2019(04)
[4]全鋼子午線輪胎胎圈鼓包機理的有限元分析[J]. 王志平,裴權華,王彩紅,陳宇. 輪胎工業(yè). 2019(08)
[5]實心橡膠輪胎非線性粘彈性生熱行為和滾動阻力的熱力耦合分析[J]. 李昭,劉楓,李凡珠,楊海波,盧詠來,張立群. 輪胎工業(yè). 2019(07)
[6]輪胎形態(tài)變化的仿真技術[J]. 馮普凌,Francesco Calabrese,Manfred B?cker,Axel Gallrein. 現代橡膠技術. 2019(03)
[7]碳纖維汽車底盤后縱臂CAE設計的優(yōu)化算法[J]. 朱迪,姚遠,彭雄奇. 應用數學和力學. 2018(08)
[8]橡膠材料疲勞試驗機的設計和疲勞壽命模型的建立[J]. 李佳,雍占福,王青春,謝熠萌. 橡膠科技. 2018(03)
[9]有限變形下橡膠材料非線性高彈-粘彈性本構模型[J]. 于海富,李凡珠,楊海波,張立群. 橡膠工業(yè). 2017(11)
[10]子午線輪胎綜述[J]. 譚劍,杭柏林. 信息記錄材料. 2017(03)
博士論文
[1]磁流變彈性體的制備與疲勞斷裂機理研究[D]. 雍占福.青島科技大學 2018
碩士論文
[1]液壓挖掘機工作裝置三維數模開發(fā)及聯合仿真優(yōu)化[D]. 董正榮.吉林大學 2019
[2]BUSBAR仿真平臺的構建[D]. 楊杰.北京郵電大學 2019
[3]基于有限元仿真的拼接模具硬態(tài)銑削用刀具優(yōu)化[D]. 王彥武.哈爾濱理工大學 2019
[4]薄壁件銑削仿真研究及其平臺二次開發(fā)[D]. 孫厚野.吉林大學 2018
[5]基于ABAQUS的輸電線路舞動仿真平臺二次開發(fā)[D]. 李海波.重慶大學 2018
[6]基于特征的輪胎參數化設計系統(tǒng)及其應力分析[D]. 應蓮花.合肥工業(yè)大學 2018
[7]某輪轂電機驅動輪胎耐久性分析[D]. 李佳.北京林業(yè)大學 2018
[8]子午線力車胎疲勞壽命與滯后生熱的有限元計算[D]. 張靜宜.北京化工大學 2017
[9]低速電動轎車輪胎的結構設計與仿真[D]. 殷瑞婧.燕山大學 2017
[10]隨機振動條件下橡膠減振元件的疲勞耐久性預報[D]. 王昊.清華大學 2017
本文編號:3498779
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:148 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術路線
基于熱疲勞壽命理論的輪胎結構改進設計82輪胎穩(wěn)態(tài)滾動溫度場及疲勞壽命分析理論與方法有限元方法在輪胎性能分析中的應用越來越廣。將輪胎結構離散化變成網格模型,然后賦予其對應的屬性,設置載荷和求解參數,可以實現對于輪胎這一復雜橡膠制品的有限元分析。橡膠材料在循環(huán)加載的情況下,滯后生熱是主要的熱量來源,而溫度的改變又會影響到橡膠材料的疲勞參數,進而影響到輪胎的熱疲勞壽命。首先要分析出輪胎的溫度場分布,然后再分析基于該條件下的熱疲勞壽命。2.1輪胎有限元模型2.1.1輪胎基本結構子午線輪胎是輪胎工業(yè)的更新換代產品,具有行駛安全、滾動阻力孝節(jié)油及耐磨等優(yōu)點(栗建民等,2003)。圖2.1為子午線輪胎的結構示意圖。圖2.1子午線輪胎結構Figure2.1Radialtirestructure子午線輪胎由于其優(yōu)異的性能,在世界范圍內都得到了廣泛應用。載重汽車子午線輪胎也逐漸取代了載重斜交輪胎。子午線輪胎主要由橡膠結構和骨架材料構成。(譚劍等,2017;路剛,2012;馬雙華等,2009)。子午線輪胎內部的材料種類繁多,同時由于每款輪胎設計均有所差異,導致了子午線輪胎結構較為復雜,其性能
基于熱疲勞壽命理論的輪胎結構改進設計121#帶束層0.9408326612#帶束層0.9408327513#帶束層0.456162.221051胎體1.02635201尼龍0.30224612.1.3輪胎有限元建模過程輪胎是多種結構組成的橡膠工業(yè)品,一般是由不同牌號的橡膠材料和鋼絲或尼龍材質的骨架材料組成。輪胎的綜合性能表現是多種結構相互影響,相互作用的結果(俞淇等,2006)。輪胎的結構如圖2.2所示:圖2.2輪胎的二維結構分布圖Figure2.2Two-dimensionalstructuredistributionmapoftire
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Abaqus二次開發(fā)的某小型塔機下支座優(yōu)化[J]. 賀尚紅,李少文,唐立業(yè). 建筑機械. 2019(10)
[2]基于粒子群優(yōu)化算法的軟土場地Davidenkov模型參數擬合與應用[J]. 王沿朝,陳清軍. 振動與沖擊. 2019(17)
[3]基于ABAQUS二次開發(fā)變角度層合板屈曲特性分析[J]. 年春波,王小平,代文猛,楊洋. 宇航材料工藝. 2019(04)
[4]全鋼子午線輪胎胎圈鼓包機理的有限元分析[J]. 王志平,裴權華,王彩紅,陳宇. 輪胎工業(yè). 2019(08)
[5]實心橡膠輪胎非線性粘彈性生熱行為和滾動阻力的熱力耦合分析[J]. 李昭,劉楓,李凡珠,楊海波,盧詠來,張立群. 輪胎工業(yè). 2019(07)
[6]輪胎形態(tài)變化的仿真技術[J]. 馮普凌,Francesco Calabrese,Manfred B?cker,Axel Gallrein. 現代橡膠技術. 2019(03)
[7]碳纖維汽車底盤后縱臂CAE設計的優(yōu)化算法[J]. 朱迪,姚遠,彭雄奇. 應用數學和力學. 2018(08)
[8]橡膠材料疲勞試驗機的設計和疲勞壽命模型的建立[J]. 李佳,雍占福,王青春,謝熠萌. 橡膠科技. 2018(03)
[9]有限變形下橡膠材料非線性高彈-粘彈性本構模型[J]. 于海富,李凡珠,楊海波,張立群. 橡膠工業(yè). 2017(11)
[10]子午線輪胎綜述[J]. 譚劍,杭柏林. 信息記錄材料. 2017(03)
博士論文
[1]磁流變彈性體的制備與疲勞斷裂機理研究[D]. 雍占福.青島科技大學 2018
碩士論文
[1]液壓挖掘機工作裝置三維數模開發(fā)及聯合仿真優(yōu)化[D]. 董正榮.吉林大學 2019
[2]BUSBAR仿真平臺的構建[D]. 楊杰.北京郵電大學 2019
[3]基于有限元仿真的拼接模具硬態(tài)銑削用刀具優(yōu)化[D]. 王彥武.哈爾濱理工大學 2019
[4]薄壁件銑削仿真研究及其平臺二次開發(fā)[D]. 孫厚野.吉林大學 2018
[5]基于ABAQUS的輸電線路舞動仿真平臺二次開發(fā)[D]. 李海波.重慶大學 2018
[6]基于特征的輪胎參數化設計系統(tǒng)及其應力分析[D]. 應蓮花.合肥工業(yè)大學 2018
[7]某輪轂電機驅動輪胎耐久性分析[D]. 李佳.北京林業(yè)大學 2018
[8]子午線力車胎疲勞壽命與滯后生熱的有限元計算[D]. 張靜宜.北京化工大學 2017
[9]低速電動轎車輪胎的結構設計與仿真[D]. 殷瑞婧.燕山大學 2017
[10]隨機振動條件下橡膠減振元件的疲勞耐久性預報[D]. 王昊.清華大學 2017
本文編號:3498779
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