輪胎作為汽車(chē)與路面接觸的唯一部件,汽車(chē)依賴(lài)輪胎與路面間的摩擦力實(shí)現(xiàn)汽車(chē)加速、巡航和制動(dòng)。耐磨性作為評(píng)價(jià)輪胎性能的重要指標(biāo),直接制約著輪胎的使用壽命。目前世界各國(guó)輪胎公司對(duì)輪胎磨耗性能的測(cè)試主要依靠道路磨耗試驗(yàn),但是該方法成本高耗時(shí)長(zhǎng)。因此,在計(jì)算機(jī)性能大幅提升和有限元方法不斷完善的今天,利用有限元仿真分析方法研究輪胎胎面的磨耗性能成為可能。本文以205/55R16型號(hào)的子午線輪胎為研究對(duì)象,利用ABAQUS等有限元分析軟件建立了光面輪胎、縱溝槽花紋輪胎以及復(fù)雜花紋輪胎的有限元模型,并通過(guò)徑向剛度試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的正確性;利用ABAQUS用戶子程序（FRIC、VFRIC）將胎面和路面之間的摩擦特性定義為指數(shù)衰減模型;針對(duì)不同花紋輪胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用隱式分析方法模擬光面輪胎和縱溝槽花紋輪胎的自由滾動(dòng)過(guò)程,而采用顯式分析方法模擬復(fù)雜花紋輪胎的自由滾動(dòng)過(guò)程。考慮到輪胎在滾動(dòng)過(guò)程中發(fā)生胎面磨損導(dǎo)致材料銷(xiāo)蝕的現(xiàn)象,本文基于李釗和左曙光等人提出的胎面磨耗求解策略——幾何更新法,使用ABAQUS軟件仿真研究了光面輪胎、縱溝槽花紋輪胎和復(fù)雜花紋輪胎的磨耗性能。即將總的磨耗評(píng)價(jià)行駛里程離散為多個(gè)階段,... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

胎面磨耗標(biāo)志

第二章 輪胎性能有限元分析方法和輪胎磨損機(jī)理的相對(duì)滑移等原因，使得接觸問(wèn)題包含復(fù)雜的非線性。接觸問(wèn)題的非材料的非線性、幾何的非線性和接觸面的非線性。在進(jìn)行輪胎滾動(dòng)模與路面之間發(fā)生接觸，需要考慮兩個(gè)接觸面之間的摩擦、滑動(dòng)以及輪利用 ABAQUS 軟件進(jìn)行輪胎與路面之間的接觸分析，研究中需要利求解兩種算法，分別使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 兩AQUS/Standard 的接觸算法原理如圖 2-1，該算法基于牛頓拉普森理論始時(shí)檢查每個(gè)接觸面之間的相互作用狀態(tài)，檢驗(yàn)接觸節(jié)點(diǎn)是開(kāi)放還是S/Explicit 的接觸算法在分析接觸問(wèn)題時(shí)，不需要進(jìn)行迭代，該算法基據(jù)前一時(shí)間步長(zhǎng)的靜力學(xué)狀態(tài)推導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)方程的解[60]。

圖 2-2 摩擦系數(shù)和相對(duì)滑移速度的關(guān)系曲線接觸收斂性分析利用 ABAQUS 軟件進(jìn)行隱式分析時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到求解不收斂的情況。影的因素有很多，ABAQUS 有限元軟件提供了錯(cuò)誤提示與檢測(cè)功能，在求成格式為 MSG、DAT 和 STA 的文件，用于計(jì)算過(guò)程的詳細(xì)記錄、相關(guān)信息的查詢等等，利用上述文件可以方便快速的查找問(wèn)題的所在。發(fā)生計(jì)算不收斂時(shí)，可以考慮以下幾個(gè)方面是否存在問(wèn)題：1）網(wǎng)格是否規(guī)整。在物體接觸的過(guò)程中，相互接觸的兩個(gè)面之間是否發(fā)以及相互接觸的單元網(wǎng)格是否過(guò)于粗糙；在不收斂的情況下，將局部網(wǎng)格很大程度上提高收斂性。2）迭代步長(zhǎng)設(shè)置是否合理。如果模型比較大，可以將迭代次數(shù)修改多一算初始時(shí)就不收斂而且迭代結(jié)束后時(shí)間增量數(shù)值偏大，則可以將初始增量

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]彎道復(fù)合工況下走行輪胎偏磨損數(shù)值分析[J]. 杜子學(xué),陳亮,文孝霞.  長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]基于解析方法的輪胎磨損顆粒物運(yùn)動(dòng)軌跡分析[J]. 軒閃閃,黃海波,劉金朋,劉清國(guó),盧軒.  中國(guó)機(jī)械工程. 2017(08)
[3]基于有限元方法的輪胎磨損特性研究[J]. 葉樹(shù)斌,臧孟炎.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2014(07)
[4]輪胎磨損對(duì)車(chē)輛制動(dòng)效能影響的試驗(yàn)[J]. 李健,魏朗,張韋華,陳濤.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[5]三維非線性輪胎的五剛特性仿真[J]. 臧孟炎,許玉文,周濤.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[6]ABAQUS接觸問(wèn)題淺析[J]. 宮龍穎.  中國(guó)煤炭. 2009(07)
[7]具有細(xì)致花紋塊的輪胎網(wǎng)格生成及負(fù)荷分析[J]. 顏超,楊衛(wèi)民.  輪胎工業(yè). 2008(11)
[8]輪胎橡膠摩擦特性的試驗(yàn)研究[J]. 管迪華,宋聰慧,范成建.  汽車(chē)工程. 2008(04)
[9]輪胎結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)性對(duì)其力學(xué)特性建模的影響[J]. 盧蕩,郭孔輝.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2004(02)

博士論文
[1]輪胎胎面磨耗行為的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值分析[D]. 李釗.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]計(jì)及復(fù)雜胎面花紋的子午線輪胎結(jié)構(gòu)有限元分析[D]. 李兵.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[3]轎車(chē)輪胎非正常磨損機(jī)理及使用壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 黃海波.同濟(jì)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]計(jì)及復(fù)雜花紋的輪胎胎面磨耗預(yù)測(cè)[D]. 胡競(jìng)文.吉林大學(xué) 2017
[2]全鋼子午線輪胎疲勞壽命仿真研究[D]. 姜明磊.華南理工大學(xué) 2016
[3]基于有限元方法的輪胎磨損特性研究[D]. 徐文冰.華南理工大學(xué) 2014
[4]全鋼載重子午線輪胎特性有限元分析及驗(yàn)證[D]. 景立新.吉林大學(xué) 2007
[5]全鋼載重子午線輪胎穩(wěn)態(tài)力學(xué)特性有限元分析[D]. 劉長(zhǎng)國(guó).吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3630323