载重子午线轮胎稳态温度场分析

论文摘要

本文基于ABAQUS软件,以11.00R20载重子午线轮胎为例,通过将轮胎温度场分析分解为结构分析、能量损耗分析、热传导分析三个部分,最终完成了轮胎温度场有限元分析的整个流程,得到了轮胎温度场分布,分析结果与实际测量结果有较好的一致性,为企业进行轮胎温度场分析,指导轮胎的结构设计、配方设计提供了一套方法。本文建立了11.00R20子午线轮胎的有限元分析模型,利用ABAQUS软件进行了轮胎的结构变形分析、能量损耗分析及热传导分析。结构变形分析中,采用超弹性的材料模型和改进的边界条件完成了轮胎稳态滚动的应力应变场分析;损耗分析中,通过编写FORTRAN程序,以傅立叶分解和插值的方法来拟合结构的弹性应力和应变循环,并结合材料的等效粘性损耗系数计算了轮胎结构的能量损耗;热传导分析中,利用ABAQUS程序提供的UEXTERNALDB子程序调入能量损耗分析部分的能量损耗计算结果,在HETVAL子程序中定义为轮胎的内热源,根据相关文献,确定轮胎热边界条件,完成了轮胎稳态温度场的有限元模拟分析。计算结果与实际测量结果有较好的一致性。根据上述有限元数值分析方法,最后讨论了11.00R20轮胎稳态温度场的基本特征及相关参数对其稳态温度场的影响。分析结果表明,载荷、充气压力、行驶速度均对轮胎温度场有较大的影响。保持充气压力与载荷不变,轮胎结构最高温升随行驶速度呈线性增长;保持充气压力、行驶速度不变时,增大载荷则轮胎最高温升增大;保持载荷、行驶速度不变,增大轮胎充气压力,最高温升亦增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 轮胎生热机理
• 1.3 轮胎温度场研究方法
• 1.3.1 轮胎温度场实测法
• 1.3.2 简化模型分析方法
• 1.3.3 有限元数值模拟分析方法
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 载重子午线轮胎温度场分析总体框架&ABAQUS软件在本文中应用
• 2.1 载重子午线轮胎温度场分析总体框架
• 2.2 ABAQUS软件在本文中应用
• 2.2.1 ABAQUS软件中有限元模型建立
• 2.2.2 ABAQUS/Standard非线性求解方法
• 2.2.3 ABAQUS用户子程序
• 2.2.4 ABAQUS/Standard分析稳态滚动方法
• 2.3 本章小节
• 第三章 载重子午线轮胎结构分析
• 3.1 11.00R20载重子午线轮胎有限元模型建立
• 3.1.1 轮胎材料特性
• 3.1.2 网格模型生成
• 3.1.3 边界条件和载荷工况定义
• 3.2 11.00R20载重子午线轮胎有限元分析结果
• 3.2.1 装配和充气工况分析结果
• 3.2.2 静负荷工况分析结果
• 3.2.3 稳态自由滚动工况分析结果
• 3.3 本章小节
• 第四章 载重子午线轮胎能量损耗分析
• 4.1 能量损耗分析原理
• 4.2 能量损耗简化计算
• 4.3 能量损耗分析程序
• 4.4 本章小节
• 第五章 载重子午线轮胎热传导分析
• 5.1 热传导分析原理
• 5.2 热传导分析有限元模型建立
• 5.2.1 网格划分
• 5.2.2 内热源定义
• 5.2.3 热边界条件定义
• 5.3 温度场分析结果
• 5.4 相关参数对轮胎温度场的影响
• 5.4.1 行驶速度对轮胎温度场的影响
• 5.4.2 载荷对轮胎温度场的影响
• 5.4.3 气压对轮胎温度场的影响
• 5.5 本章小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 附录1 能量损耗分析程序DPCL
• 附录2 插值子函数 Interpolate
• 附录3 傅立叶分解子函数 FFT
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 致谢