子午线轮胎的非线性有限元分析

论文摘要

本文应用ABAQUS工程分析软件对子午线轮胎进行有限元分析。在建立子午线轮胎的有限元模型时,橡胶基体材料采用不可压缩的Yeoh材料模型、胎体和带束层材料采用Rebar膜单元;同时,考虑轮胎结构的几何非线性,材料非线性及轮胎的接触非线性。本文利用所建立的有限元模型,首先分析了充气工况下轮胎的变形、应力、应变分布;其次对橡胶基体材料带束层剪应力、剪应变分析和对Rebar单元的带束层的应力、应变分析,并分别给出了相应的关系曲线。最后分析了静态接触工况下轮胎与地面的接地印痕形状以及下沉量对轮胎接地印痕的影响。本文对自由充气工况下轮胎的变形、应力、应变分析结果与实际情况基本相符;对静态接触工况轮胎的接地印痕形状分析结论与有关文献数据有较好的一致性,说明本文建立的有限元模型是合理的,可以对子午线轮胎结构优化设计提供一定的理论指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义和目的
• 1.2 充气子午线轮胎及其结构设计理论的研究状况
• 1.2.1 充气子午线轮胎概述
• 1.2.2 国内外子午线轮胎的情况
• 1.3 子午线轮胎理论研究的发展
• 1.4 课题的主要内容
• 第2章 子午线轮胎的结构
• 2.1 子午线轮胎的定义和类型
• 2.1.1 子午线轮胎的定义
• 2.1.2 子午线轮胎的类型
• 2.1.3 子午线轮胎的结构
• 2.2 子午线轮胎的优点和缺点
• 2.2.1 子午线轮胎的优点
• 2.2.2 子午线轮胎的缺点
• 2.3 轮胎层合结构中带束层的材料性质
• 2.3.1 带束层复合材料特性参数
• 2.3.2 复合材料特性参数计算模型
• 第3章 轮胎力学的有限元分析理论及模型建立
• 3.1 有限元分析的非线性理论
• 3.1.1 材料非线性有限元法
• 3.1.2 几何非线性有限元法
• 3.1.3 接触非线性有限元法
• 3.1.4 非线性方程组的解法
• 3.2 轮胎结构力学分析中的非线性特性
• 3.2.1 轮胎材料的本构关系非线性
• 3.2.2 轮胎变形的几何非线性
• 3.2.3 轮胎结构的接触非线性
• 3.3 软件介绍及轮胎有限元模型中材料特性
• 3.3.1 ABAQUS有限元软件的介绍
• 3.3.2 轮胎弹性材料
• 3.3.3 轮胎有限元模型中材料特性及定义
• 3.4 建立子午线轮胎有限元模型
• 3.4.1 建立平面轴对称模型
• 3.4.2 建立轮胎空间网格模型
• 3.4.3 接触边界条件模拟
• 3.4.4 加载方式模拟
• 3.5 本章小结
• 第4章 子午线轮胎的有限元分析结果
• 4.1 子午线轮胎充气工况分析
• 4.1.1 边界条件及载荷
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 整体变形分析
• 4.2.2 整体应力分析
• 4.2.3 整体应变分析
• 4.2.4 带束层（rebar单元）受力分析
• 4.3 子午线轮胎静态接触工况有限元分析结果
• 4.3.1 子午线轮胎接触工况分析
• 4.3.2 下沉量对印迹分布及形状的影响
• 4.4 轮胎工况小结
• 第5章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢