半钢子午线轮胎的有限元模拟分析

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1、青岛科技人学研究生学f证沦文半钢子午线轮胎的有限元模拟分析摘要本研究以185／70R14C半钢子午线轮胎为例，根据轮胎的实际结构，借助MSC．MARC非线性有限元分析软件，充分考虑轮胎的几何非线性、橡胶本构关系的非线性、帘线一橡胶材料的各向异性以及接触非线性边界条件等因素，建立了轴对称和三维非线性有限元分析模型。根据轮胎的实际使用过程，首先模拟了轮胎与轮辋接触的装配过科，并分析了自山充气过程。据此预测了轮胎充气后的构形，得到了充气断fff『宽口和充气断面直径D’，并分析了轮胎中各部位的受力状况。模拟了轮胎垂直负荷下和在标准气压下的静态接地过程．并在此瑟础上模拟了轮胎稳念滚

2、动过程，得出了轮胎静念接地和稳态滚动下，轮胎带束层和胎体层的受力情况。在轮胎三维有限元分析的基础上，通过改变轮胎的侧偏角，研究了轮胎侧偏特性，得出了侧向力和回正力矩随着侧偏角变化而呈现的变化规律，计算结果与实际的变化趋势相符合。模拟了轮胎在稳念滚动的情况下，轮胎与转鼓曲面之问的相互作用。通过改变转鼓的半径尺寸，得出了轮胎在不同转鼓半径情况下的接触印痕、接触面积以及轮胎接触法向力之『日J的关系。研究结果表明，当mI嘶j仁径在3m以上时，其对轮胎一转鼓曲面的接触界面特性影响效应减小。另外，研究了轮胎一软地面之问的相互作用。基于Bekker提出的轮胎与软地面接触界面形状作为轮胎

3、与软地面接触的边界条件，利用本文提出的轮胎与曲哑接触的有限元模拟方法，得到了稳态滚动条件下轮胎一松软地面柏互作用有限元分析方法。该方法避丌轮胎和土壤直接接触分析．方法简单有效。分析结果表明，利用本方法分析轮胎一松软地面相11：作加是合理可靠的。’r钢f午线轮胎的有限元模拟分析关键词：于午线轮胎非线性有限元MARC软件侧偏特性软地俩．堂塑兰!：丝叁!：业堑!：=；三竺堡兰NONLINEARFEAANDSTRUCTURESlMULATl0NOFHALFSTEELRADIALPASSENGERTIREABSTRACTAccordingtotheactualstruetmeof1

4、85／70R14Chalfsteelradialpassengertire，bymeansofMSC．MARCCOde．comprehensivelythou#tofnonlinearrubberconstitutiveequations，geometricnon-linearityandtheanisotropyofcord—rubbercomposite．axisymmetricFEAandthree-dimensionalFEAmodelsoftirewerebuiltjnMentat．Onthebasisoftheactualusageoftire．wesimul

5、atedtheprocedureofinflation．So，wecouldgetthedeformedconfigurationsofthisprocedure，andalsocalculatethesectionalwidthB’anddiameterD’oftireunderinflation．Thestress／strainfieldsoftireweregiven．SOwecouldlearnaboutthestatusundergoingforceofeverypartinthistire．nletirecontactingwithroadandsteadys

6、taterollingoftireweresimulated．Herein．theevaluationofstressesandthecontactingstatusonbeItsandcarcassesoftirewereanalyzed．Basedonthethree-dimensionalFEAmodelsoftire．bymeansofchangingtheslipangleoftire。thelateralpropertyoftireH郴analyzedatdifferentslipangles．Theresultsshowgoodagreementwithth

7、eexperimentaldata,whichprovedthattheFEmodelinanalyzingthecorneringtiresiscorrectandreliable．TheanalysisoftheinteractionmechanicalpropertiesbetweentireanddrumsiSstudiedundersteadystaterollingstatus．Bymeansofchangingtheradiusofdrunls,theinfluenceofdrums’radiusOiltirem