輪胎作為汽車與路面接觸的唯一部件,汽車依賴輪胎與路面間的摩擦力實現(xiàn)汽車加速、巡航和制動。耐磨性作為評價輪胎性能的重要指標(biāo),直接制約著輪胎的使用壽命。目前世界各國輪胎公司對輪胎磨耗性能的測試主要依靠道路磨耗試驗,但是該方法成本高耗時長。因此,在計算機性能大幅提升和有限元方法不斷完善的今天,利用有限元仿真分析方法研究輪胎胎面的磨耗性能成為可能。本文以205/55R16型號的子午線輪胎為研究對象,利用ABAQUS等有限元分析軟件建立了光面輪胎、縱溝槽花紋輪胎以及復(fù)雜花紋輪胎的有限元模型,并通過徑向剛度試驗驗證了有限元模型的正確性;利用ABAQUS用戶子程序（FRIC、VFRIC）將胎面和路面之間的摩擦特性定義為指數(shù)衰減模型;針對不同花紋輪胎的結(jié)構(gòu)特點,采用隱式分析方法模擬光面輪胎和縱溝槽花紋輪胎的自由滾動過程,而采用顯式分析方法模擬復(fù)雜花紋輪胎的自由滾動過程�？紤]到輪胎在滾動過程中發(fā)生胎面磨損導(dǎo)致材料銷蝕的現(xiàn)象,本文基于李釗和左曙光等人提出的胎面磨耗求解策略——幾何更新法,使用ABAQUS軟件仿真研究了光面輪胎、縱溝槽花紋輪胎和復(fù)雜花紋輪胎的磨耗性能。即將總的磨耗評價行駛里程離散為多個階段,... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

胎面磨耗標(biāo)志

第二章 輪胎性能有限元分析方法和輪胎磨損機理的相對滑移等原因，使得接觸問題包含復(fù)雜的非線性。接觸問題的非材料的非線性、幾何的非線性和接觸面的非線性。在進行輪胎滾動模與路面之間發(fā)生接觸，需要考慮兩個接觸面之間的摩擦、滑動以及輪利用 ABAQUS 軟件進行輪胎與路面之間的接觸分析，研究中需要利求解兩種算法，分別使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 兩AQUS/Standard 的接觸算法原理如圖 2-1，該算法基于牛頓拉普森理論始時檢查每個接觸面之間的相互作用狀態(tài)，檢驗接觸節(jié)點是開放還是S/Explicit 的接觸算法在分析接觸問題時，不需要進行迭代，該算法基據(jù)前一時間步長的靜力學(xué)狀態(tài)推導(dǎo)出動力學(xué)方程的解[60]。

圖 2-2 摩擦系數(shù)和相對滑移速度的關(guān)系曲線接觸收斂性分析利用 ABAQUS 軟件進行隱式分析時，經(jīng)常會遇到求解不收斂的情況。影的因素有很多，ABAQUS 有限元軟件提供了錯誤提示與檢測功能，在求成格式為 MSG、DAT 和 STA 的文件，用于計算過程的詳細記錄、相關(guān)信息的查詢等等，利用上述文件可以方便快速的查找問題的所在。發(fā)生計算不收斂時，可以考慮以下幾個方面是否存在問題：1）網(wǎng)格是否規(guī)整。在物體接觸的過程中，相互接觸的兩個面之間是否發(fā)以及相互接觸的單元網(wǎng)格是否過于粗糙；在不收斂的情況下，將局部網(wǎng)格很大程度上提高收斂性。2）迭代步長設(shè)置是否合理。如果模型比較大，可以將迭代次數(shù)修改多一算初始時就不收斂而且迭代結(jié)束后時間增量數(shù)值偏大，則可以將初始增量

【參考文獻】：
期刊論文
[1]彎道復(fù)合工況下走行輪胎偏磨損數(shù)值分析[J]. 杜子學(xué),陳亮,文孝霞.  長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]基于解析方法的輪胎磨損顆粒物運動軌跡分析[J]. 軒閃閃,黃海波,劉金朋,劉清國,盧軒.  中國機械工程. 2017(08)
[3]基于有限元方法的輪胎磨損特性研究[J]. 葉樹斌,臧孟炎.  機械設(shè)計與制造工程. 2014(07)
[4]輪胎磨損對車輛制動效能影響的試驗[J]. 李健,魏朗,張韋華,陳濤.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(02)
[5]三維非線性輪胎的五剛特性仿真[J]. 臧孟炎,許玉文,周濤.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(01)
[6]ABAQUS接觸問題淺析[J]. 宮龍穎.  中國煤炭. 2009(07)
[7]具有細致花紋塊的輪胎網(wǎng)格生成及負荷分析[J]. 顏超,楊衛(wèi)民.  輪胎工業(yè). 2008(11)
[8]輪胎橡膠摩擦特性的試驗研究[J]. 管迪華,宋聰慧,范成建.  汽車工程. 2008(04)
[9]輪胎結(jié)構(gòu)不對稱性對其力學(xué)特性建模的影響[J]. 盧蕩,郭孔輝.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2004(02)

博士論文
[1]輪胎胎面磨耗行為的實驗研究與數(shù)值分析[D]. 李釗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]計及復(fù)雜胎面花紋的子午線輪胎結(jié)構(gòu)有限元分析[D]. 李兵.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[3]轎車輪胎非正常磨損機理及使用壽命預(yù)測研究[D]. 黃海波.同濟大學(xué) 2006

碩士論文
[1]計及復(fù)雜花紋的輪胎胎面磨耗預(yù)測[D]. 胡競文.吉林大學(xué) 2017
[2]全鋼子午線輪胎疲勞壽命仿真研究[D]. 姜明磊.華南理工大學(xué) 2016
[3]基于有限元方法的輪胎磨損特性研究[D]. 徐文冰.華南理工大學(xué) 2014
[4]全鋼載重子午線輪胎特性有限元分析及驗證[D]. 景立新.吉林大學(xué) 2007
[5]全鋼載重子午線輪胎穩(wěn)態(tài)力學(xué)特性有限元分析[D]. 劉長國.吉林大學(xué) 2006



本文編號：3630323