子午线轮胎侧偏性能有限元分析

摘要

本文应用MSC．Marc/Mentat有限元分析软件建立了子午线轮胎二维和三维有限元模型，该模型充分考虑了轮胎结构的几何非线性、大变形、轮胎材料的高度非线性以及轮胎与地面接触的非线性。橡胶材料采用了不可压缩的三次Mooney—Rivilin方程，冠带层、带束层和胎体层采用了四节点等参轴对称加强筋材料模型的膜单元，而胎圈部位的钢丝圈则是采用了二节点线性等参轴对称加强筋材料模型的膜单元。 本文利用已建立的二维和三维模型，首先对二维模型自由状态下的轮辋安装及充气工况进行模拟，分析了轮胎变形及应力分布。随后对三维模型在垂直载荷下的静态接地工况进行了模拟，分析了轮胎的变形、接触应力分布、下沉量与载荷的关系、接地印迹以及轮胎内部应力。最后对三维模型动态侧偏性能进行了模拟，分析了垂直载荷、速度、充气压力及侧偏角对侧偏力的影响，并给出了各因素对侧偏力影响的相关曲线。 本文对自由状态下轮辋的安装及充气工况下的轮胎变形，应力分布的分析与实际情况基本吻合；对垂直载荷下静态接地工况的轮胎变形、应力分布、接地印迹和下沉量的分析，都与相关理论或试验结果有很好的一致性。对动态侧偏性能工况下的分析，大部分结论与相关的侧偏理论有着较好的一致性。但是从该模型得出的结论不能拓展到其它类型规格的轮胎，这是因为不同类型的轮胎，其具体结构以及材料并不完全相同。因此，说明本文建立的轮胎有限元模型是合理有效的，对于同类规格型号的轮胎结构优化设计以及与整车匹配提供了一定理论指导。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

第二章 非线性有限元理论的介绍

第三章 MSC Marc/Mentat简介及建立轮胎实体模型

第四章 轮胎实验装置及设备简介

第五章 静态轮胎有限元分析

第六章 轮胎动态侧偏性能有限元分析

第七章 结 论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致 谢