汽车轮胎非稳态温度场的有限元分析与试验验证

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1、学兔兔www.xuetutu.com．试验．测试汽车轮胎非稳态温度场的有限元分析与试验验证★王泽鹏(青岛科技大学)【摘要】建立了滚动轮胎_维力学分析有限元模型，在对轮胎力学场有限元分析的基础上，采用傅立叶级数拟合滚动轮胎应力应变并计算轮胎节点生热率．作为节点载荷导人到温度场有限元模型中，分析了轮胎在额定工况下的温升温度场变化。通过台架试验表明，计算值与试验值基本一致，验证了该有限元分析方法的可行性。主题词：轮胎非稳态温度场有限元试验中图分类号：U463．341文献标识码：A文章编号：1000—3703(2010)06—

2、0048—04FiIliteElementAnalysisandTestVerificationonUnsteady-StateThermalFieldCharacteristicsofVehicleTireWangZepeng(QingdaoUniversityofScience&Technology)【Abstract】A3DmechanicanalysisFEmodelofrollingtireisbuilt．Fourierserieswasutilizedtofitthestressandstrainofrol

3、lingtireonthebasisofmechanicfieldFEanalysisresult．Thenodalheatgenerationrateoftirewascalculatedandappliedasnodeloadtothefiniteelementmodelofthermalfield．Thethermalfieldoftiretemperaturerisewasanalyzed．Thebenchtestindicatedthatthecalculatedvaluewasconsistentwitht

4、estvalue，feasibilityandcreditabilityofanalyticalresultwasvalidated．Keywords：Tire．Unsteady—statetemperaturefield，Finiteelement，Test有很大影响将有限元技术应用于轮胎分析，可模1前言拟轮胎不同工况下的力学与热学性能，节省试制成汽车轮胎主要由橡胶及橡胶基复合材料组成。本。提高生产效率。目前，对滚动轮胎温度场的研究由于橡胶材料具有粘弹性．且轮胎在运行过程中反主要集中在稳态温度场．而对温升温度场研究较

5、复曲挠。使橡胶产生滞后损失并转化为热量，导致少本文建立了滚动轮胎三维力学分析有限元模型轮胎各部位温度升高。轮胎的生热和升温不仅影响并进行力学场分析．利用力学场的分析结果，采用轮胎的使用寿命．而且对汽车行驶安全性及油耗都谐余弦傅立叶级数拟合应力应变。计算滚动轮胎生}资助项目：青岛科技大学博士科研启动摹金资助(0022333)为信号源配置好测试条件后直接运行即可：经过简汽车技术，2007(9)：20—23．3贺国良．汽车用点火线圈的电气特性及其测试方法．汽车单调整可同时输出多组测试信号：只需要更改上位电器．2aHD2(z1

6、)：1101】3．机软件设计即可改变信号源性能指标．为其它型号4杨红霞．曹新亮．基于锯齿波信号控制的扫频信号发生电的点火线圈提供测试信号路的设计．山西电子技术，2006，23(2)：62～64．d．通过抗干扰设计．该扫频信号源在恶劣的5陈金平，王生泽，吴文英，等．基于LabVIEW的串口通信电磁环境下工作稳定．且比通用的信号源和信号发数据校验和的实现方法．自动化仪表，2008，29(3)：32～34．生板卡成本低6张毅刚．单片机原理及应用．北京：高等教育出版社，参考文献2004．1于明进．汽油机失火初探．汽车技术．20

7、00(1)：39～42．f责任编辑文楫)2张鹏．孔峰，王忠，等．车载诊断系统失火诊断策略的研究．修改稿收到日期为2010年3月3日。一48一汽车技术学兔兔www.xuetutu.com·试验．测试热率．模拟了动态温升过程．并通过台架试验进行了验证。=2∑0"~cos(2wmt／T+6)，n=0(1)Ⅳ2轮胎力学场建模分析=∑~nCOS(2~rnt／T)建立轮胎i维力学分析有限元模型时．采用式中，～为应力与应变幅值；、为应力与应变：Solid46三维层单元模拟胎体部位复合材料．采用为轮胎滚动一周的时间周期：t为轮胎滚动时

8、间Solidl85单元模拟纯橡胶部分．采用Solid45单元1个周期内节点损耗能量为：模拟胎圈。根据三维截面模型．将第1排节点沿周E：Jr，d：ff，d(2)向一定角度复制形成第2排节点．第2排与第1JJ0(1t排中对应节点的节点编号增加相同的固定值．．在将式(1)带入式(2)得节点损耗应变能为：M此基础上将第2排节点沿周向一定角