本文關(guān)鍵詞：全鋼子午線輪胎疲勞壽命仿真研究

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【摘要】：輪胎的疲勞耐久性能對(duì)車輛行駛安全影響巨大。在高速行駛過程中,輪胎突然發(fā)生疲勞破壞將導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。尤其是全鋼子午線輪胎,因其惡劣的工作環(huán)境,更容易發(fā)生疲勞破壞。因此,國家相關(guān)法規(guī)對(duì)全鋼子午線輪胎的疲勞耐久性能提出了強(qiáng)制性要求,達(dá)到強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的輪胎才能夠進(jìn)入市場(chǎng),迫使輪胎企業(yè)加大研發(fā)力度、提升輪胎品質(zhì)。目前,輪胎疲勞壽命的測(cè)定主要采用試驗(yàn)方法,耗時(shí)費(fèi)力,嚴(yán)重制約著開發(fā)效率的提高。計(jì)算機(jī)性能的高速發(fā)展和有限元方法的不斷完善,使得依靠有限元仿真方法研究輪胎疲勞壽命成為可能。本文以某規(guī)格型號(hào)的全鋼子午線輪胎為研究對(duì)象,基于斷裂力學(xué)理論,采用有限元軟件ABAQUS中的全局-局部模型技術(shù)在輪胎疲勞破壞危險(xiǎn)位置建立局部裂紋模型,仿真計(jì)算輪胎的疲勞壽命。首先,建立全鋼子午線輪胎有限元模型,即全局輪胎模型。對(duì)輪胎進(jìn)行充氣和徑向加載仿真分析后,采用穩(wěn)態(tài)傳輸計(jì)算方法,將輪胎加載到自由滾動(dòng)工況以模擬室內(nèi)高速耐久試驗(yàn)。然后,根據(jù)輪胎有限元模型在一定速度下的自由滾動(dòng)仿真計(jì)算結(jié)果,在容易發(fā)生疲勞破壞的帶束端部,分析確定局部裂紋模型的具體位置�；谌�-局部模型技術(shù),建立不同裂紋尺寸的局部模型,計(jì)算裂紋尖端J積分。最后,根據(jù)J積分計(jì)算結(jié)果,采用疲勞壽命公式計(jì)算輪胎疲勞壽命,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,說明仿真結(jié)果的有效性與合理性。此外,本文還研究了不同輪胎結(jié)構(gòu)對(duì)疲勞壽命的影響。顯然,輪胎疲勞壽命的有限元仿真評(píng)價(jià)方法,將為輪胎疲勞壽命快速提升提供有效的技術(shù)支持。后續(xù)研究中,將考慮輪胎行駛過程中生熱現(xiàn)象對(duì)疲勞壽命的影響,進(jìn)一步提高仿真分析精度。
【關(guān)鍵詞】：全鋼子午線輪胎 疲勞壽命 全局-局部模型技術(shù) 裂紋 J積分
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.341.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 論文背景及研究意義10-12
• 1.2 輪胎疲勞耐久研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3 本文主要研究工作及章節(jié)安排19-21
• 第二章 全鋼子午線輪胎有限元模型21-42
• 2.1 全鋼子午線輪胎基本結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2 輪胎材料模型23-29
• 2.2.1 超彈性橡膠材料23-26
• 2.2.2 骨架材料26-29
• 2.3 單元類型29-30
• 2.4 接觸問題30-33
• 2.4.1 接觸相互作用30-32
• 2.4.2 接觸屬性32-33
• 2.5 穩(wěn)態(tài)傳輸方法33-34
• 2.6 全鋼子午線輪胎有限元模型建模34-41
• 2.6.1 輪胎網(wǎng)格劃分34-36
• 2.6.2 靜態(tài)加載36-38
• 2.6.3 穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)38-40
• 2.6.4 輪胎徑向剛度驗(yàn)證40-41
• 2.7 本章小結(jié)41-42
• 第三章 局部裂紋有限元模型42-58
• 3.1 斷裂力學(xué)基本理論42-47
• 3.1.1 斷裂力學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展42-43
• 3.1.2 裂紋斷裂模式43-44
• 3.1.3 J積分理論44-46
• 3.1.4 橡膠材料斷裂力學(xué)46-47
• 3.2 全局-局部模型技術(shù)47-50
• 3.2.1 全局-局部模型技術(shù)特點(diǎn)47-48
• 3.2.2 全局-局部模型技術(shù)原理48-49
• 3.2.3 全局-局部模型技術(shù)基本流程49-50
• 3.3 預(yù)置裂紋的局部模型建模50-57
• 3.3.1 局部模型50-53
• 3.3.2 局部模型建模過程53-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 輪胎疲勞壽命仿真分析與評(píng)價(jià)58-70
• 4.1 輪胎疲勞耐久試驗(yàn)58-61
• 4.1.1 輪胎疲勞耐久試驗(yàn)方法58-59
• 4.1.2 高速疲勞耐久試驗(yàn)59-61
• 4.2 輪胎疲勞壽命仿真計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)61-67
• 4.2.1 輪胎疲勞裂紋擴(kuò)展速率61
• 4.2.2 仿真結(jié)果處理與分析61-64
• 4.2.3 輪胎疲勞壽命計(jì)算64-67
• 4.3 輪胎結(jié)構(gòu)改變對(duì)疲勞壽命的影響67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 論文研究的不足與展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見78

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本文編號(hào)：627086