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工程车辆轮胎/土壤接触有限元模型研究
| 论文题名： | 工程车辆轮胎/土壤接触有限元模型研究 |
| 关键词： | 工程车辆;轮胎与土壤接触;平顺性;安全性;操纵性能;有限元模型 |
| 摘要： | 工程车辆轮胎与土壤相互接触作用,对工程车辆的平顺性、安全性和操纵性能有重要影响。土壤的可压实性、橡胶超弹材料的高度非线性和轮胎结构的复杂性等因素给研究带来很大困难。国内相关研究水平与国外还有较大差距。本文围绕国家自然科学基金项目“基于变形地面的重型工程车辆悬架系统优化机理研究50575040”,对工程车辆载重斜交轮胎16/70-20进行静压试验,利用三维非线性有限元软件ABAQUS/Explicit建立了轮胎与地面接触三维非线性有限元模型。其主要研究内容和成果如下： 1. 进行工程车辆轮胎与刚性表面接触静压试验,得到轮胎接地印迹形状；通过分析试验结果,研究轮胎接地印迹、轮胎下沉量、径向刚度与载荷和轮胎胎压的关系。 2. 研究轮胎16/70-20的几何结构以及各部分材料本构关系,建立了轮胎三维实体模型；利用有限元软件Hypermesh及ABAQUS,分别建立了用于轮胎与刚性平面静态接触仿真和稳态滚动轮胎与土壤接触仿真的轮胎三维有限元模型。 3. 研究车辆行驶的土的弹塑性本构模型,利用ABAQUS/Explicit建立用于稳态滚动轮胎接触仿真的土壤三维有限元模型,将土壤视为弹塑性材料,考虑了由承压引起的土壤硬化因素。 4. 建立轮胎与刚性平面静态接触三维有限元模型,详细分析了轮胎与刚性平面接触过程中,轮胎胎体、胎面花纹、帘布层、缓冲层和胎圈钢丝的应力,应变及位移变形分布情况；对比各种工况下,轮胎各部分受力、变形与轮胎载荷及胎压的关系,仿真结果与试验数据相比较,证明轮胎与刚性平面接触有限模型的合理性。 5. 建立稳态滚动轮胎与可变形地面接触三维有限元模型,详细分析了轮胎受力、变形情况和土壤应力分布、塑性变形情况；对比总结出不同工况下轮胎和土壤应力、应变和位移与轮胎载荷及胎压的关系。 |
| 作者： | 韩卿 |
| 专业： | 机械制造及自动化 |
| 导师： | 孙蓓蓓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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