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子午线轮胎三维精细网格有限元分析
| 论文题名： | 子午线轮胎三维精细网格有限元分析 |
| 关键词： | 子午线轮胎;有限元分析法;三维精细网格;力学特征;自动后处理技术 |
| 摘要： | 对于轮胎某些应力集中区域，如花纹、胎体等处，由散离产生的误差导致计算结果是不可信的;再比如要进行轮胎结构噪声和气动噪声研究，需要轮胎网格达到mm级，也需要我们进行轮胎精细网格有限元分析。理论上认为，当有限元网格划分得足够密集，就能使离散单元的数值解充分接近真实值;组合胎面花纹建模难度较大。本文试图完善组合花纹子午线轮胎的三维精细网格有限元分析。 1.在Hypermesh中先建立一个轮胎主体子午面内的二维网格，再利用*SYMMETRIC MODEL GENERATION生成三维主体网格;再根据12.00R20子午面内胎面外轮廓为圆弧的特点，基于修正后的类保角映射簇的建模法建立了组合胎面和横向花纹，该方法能方便地画出高质量的六面体网格。 2.分别建立了组合花纹、横向花纹、纵向花纹轮胎全局模型，基于组合模型技术建立了组合花纹轮胎胎圈部和胎冠部模型，并基于子模型技术建立了组合花纹轮胎胎冠部的子模型。 3.模拟了组合花纹轮胎充气和静载工况下的力学特征。通过对比三种不同花纹轮胎的接地性能，说明了建立组合花纹的重要性。依次验证了全局模型和子模型的有效性。再采用子模型分析了轮胎不同子午面内的骨架结构受力，包括带束层和胎体层。 4.根据胎冠部和胎圈部的结构特点，分别采用子模型和组合模型对其危险区域进行了分析。并对带束层端部提出了改进，分析出了胎圈部的破坏形式。 5.在ABAQUS/Standard中对组合花纹轮胎模型进行了稳态滚动分析。包括自由滚动、制动、驱动以及侧偏滚动。得出了接地压力分布情况及侧偏性能。 6.在ABAQUS/Explicit中模拟了组合花纹轮胎在水平路面上以70km/h速度动态滚动的情况。在加载的后的一小段时间，轮胎中心垂直路面方向存在跳动，后逐渐稳定。并进行了胎冠部动态子模型分析，验证了其合理性。 7.分别采用动态子模型和组合模型计算，对比了带束层部分的计算结果。可以看出，自由滚动工况下的受力与静负荷区别不大。 8.介绍了基于Python和C语言实现自动后处理。提出了一个基于子模型或组合模型技术对整个轮胎进行精细分析的思路，并获得声学计算边界条件的方法。 |
| 作者： | 程冬冬 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 束永平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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