基于组合模型技术的子午线轮胎胎圈部灵敏度分析胎圈部灵敏度分析

论文摘要

由于全钢载重子午线轮胎在使用中常常出现胎圈部的失效破坏现象,对全钢载重子午线轮胎胎圈部危险区域的有限元分析研究逐渐得到了广泛关注。针对轮胎危险区域的性能优化主要有两个方面,其一从轮胎结构入手,通过调整轮胎结构参数来改善轮胎性能;其二从轮胎的材料性能入手,通过调整材料参数来改善轮胎性能。由于轮胎生产工艺的复杂性,前一种手段往往要付出较大的经济成本和时间代价;后一种随着轮胎材料工艺的发展受到了越来越多轮胎企业的重视。本文正是从调整材料参数入手,试图利用数值手段得到合理的材料性能组合来改善轮胎胎圈部的应力应变场。?以12.00R20全钢载重子午线轮胎为参考轮胎,利用ABAQUS软件,以组合模型技术为基础,建立了轮胎的多重组合模型,进行了装配、充气、静负荷等工况下轮胎的有限元模拟,并对该模型进行了必要的考评。基于前述有限元模型,以胎圈部胶料参数C10为设计变量、额定工况下胎圈部危险位置的正应力和正应变为目标函数进行了灵敏度分析,考察了胶料参数改变对胎圈部危险区域应力应变场的影响。结果表明,同时增大胎圈胶、耐磨胶、上三角胶和下三角胶的材料参数C10,即增大相应材料的定伸长模量可以有效改善胎圈部危险区域的性能。优化设计一般受相应约束条件的影响较大,针对本文所分析的非线性问题,工作载荷的改变会引起约束条件的变化,而轮胎胎圈部经常在超载工况下破坏,本文进一步考察了额定工况下的优化方案在低压超载、额定气压超载和超压超载工况下的优化情况。结果表明,本文额定工况下的优化方案可以应用于额定气压超载和超压超载工况而不适用于低压超载工况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 轮胎胎圈部破坏的研究现状
• 1.3 本文工作
• 第二章 基于组合模型技术的胎圈部灵敏度分析模型
• 2.1 12.00R20 轮胎结构简介和橡胶材料分布
• 2.2 基于组合模型技术的轮胎模型
• 2.2.1 有限元计算模型的建立
• 2.2.2 模型有效性考评
• 2.3 胎圈部灵敏度分析模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 灵敏度计算结果及相关分析
• 3.1 额定工况下的优化结果及分析
• 3.2 改变工作载荷情况下的优化情况
• 3.2.1 低压超载工况下的优化情况
• 3.2.2 额定气压超载工况下的优化情况
• 3.2.3 超压超载工况下的优化情况
• 3.3 本章小结
• 第四章 总结和展望
• 4.1 全文总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果