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全钢子午线轮胎振动仿真分析及其影响因素研究
| 论文题名： | 全钢子午线轮胎振动仿真分析及其影响因素研究 |
| 关键词： | 汽车工业;全钢子午线轮胎;振动特性;仿真分析 |
| 摘要： | 轮胎振动是影响其使用的一个重要因素，如何控制轮胎振动所引起的共振及噪声问题一直是轮胎行业所研究与关注的重点。轮胎带束结构及行驶过程中的磨耗问题直接影响其振动特性，而这方面的影响一直被忽略。随着汽车工业的高速发展，人们对于高性能全钢子午线轮胎需求的日益高涨，轮胎全生命周期过程中的振动特性研究逐步被引起重视。因此，本文采用实验测试与有限元分析相结合的方法，研究工况、带束结构及磨耗等对全钢子午胎的振动影响规律。 首先，研发了全钢子午线轮胎振动有限元分析前处理软件TYABAS。鉴于当前轮胎有限元分析过程中网格质量无法满足对于分析精度的现状，采用Python开发了全钢子午胎有限元前处理软件TYABAS，集成了网格划分、边界条件和载荷等相关功能，使得轮胎中材料边界的清晰化，满足单元网格协调性及连续性要求。 其次，建立并验证轮胎振动有限元分析模型。采用TYABAS建立轮胎振动有限元模型，基于此模型对子午胎的振动模态频率及振型进行分析，并与实验测试结果进行对比，验证了有限元分析方法的有效性与可行性。 然后，研究工况条件及带束结构对轮胎振动特性的影响。采用单一变量法，研究了动态下充气压力、滚动速度、载荷对全钢子午胎固有频率的影响规律，发现充气压力对轮胎频率影响较大，滚动速度及载荷影响均较小；鉴于轮胎在转鼓成型以及硫化过程中带束结构变化的问题，研究了带束排列间距和角度对子午胎振动固有频率的影响，发现随着带束间距和角度的不断增加，轮胎的各阶径向振动的频率也随之增加，但变化均较小。 最后，研究磨耗过程对轮胎振动特性的影响。基于橡胶材料的摩擦模型，采用实验与有限元仿真相结合的方法，建立胎面橡胶材料磨耗率与摩擦功密度之间的模型。以此为根据，采用ABAQUS摩擦子程序UFRIC建立轮胎在不同磨耗程度下的有限元振动分析模型。结果表明，其径向振动频率随磨耗厚度的增加而增加。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王友善 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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