工程車輛輪胎-土壤接觸有限元模型研究.pdf

1、工程車輛輪胎與土壤相互接觸作用,對(duì)工程車輛的平順性、安全性和操縱性能有重要影響。土壤的可壓實(shí)性、橡膠超彈材料的高度非線性和輪胎結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等因素給研究帶來很大困難。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究水平與國(guó)外還有較大差距。本文圍繞國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于變形地面的重型工程車輛懸架系統(tǒng)優(yōu)化機(jī)理研究50575040”,對(duì)工程車輛載重斜交輪胎16/70-20進(jìn)行靜壓試驗(yàn),利用三維非線性有限元軟件ABAQUS/Explicit建立了輪胎與地面接觸三維非線性有限元模

2、型。其主要研究?jī)?nèi)容和成果如下： 1. 進(jìn)行工程車輛輪胎與剛性表面接觸靜壓試驗(yàn),得到輪胎接地印跡形狀；通過分析試驗(yàn)結(jié)果,研究輪胎接地印跡、輪胎下沉量、徑向剛度與載荷和輪胎胎壓的關(guān)系。 2. 研究輪胎16/70-20的幾何結(jié)構(gòu)以及各部分材料本構(gòu)關(guān)系,建立了輪胎三維實(shí)體模型；利用有限元軟件Hypermesh及ABAQUS,分別建立了用于輪胎與剛性平面靜態(tài)接觸仿真和穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)輪胎與土壤接觸仿真的輪胎三維有限元模型。 3.

3、研究車輛行駛的土的彈塑性本構(gòu)模型,利用ABAQUS/Explicit建立用于穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)輪胎接觸仿真的土壤三維有限元模型,將土壤視為彈塑性材料,考慮了由承壓引起的土壤硬化因素。 4. 建立輪胎與剛性平面靜態(tài)接觸三維有限元模型,詳細(xì)分析了輪胎與剛性平面接觸過程中,輪胎胎體、胎面花紋、簾布層、緩沖層和胎圈鋼絲的應(yīng)力,應(yīng)變及位移變形分布情況；對(duì)比各種工況下,輪胎各部分受力、變形與輪胎載荷及胎壓的關(guān)系,仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,證明輪胎與剛