子午線輪胎溫度場有限元分析與測試.pdf

1、本文基于單向解耦分析思想,提出了一個以等效粘性損耗系數(shù)概念為基礎(chǔ)的計算能量損耗的方法,改進了D.Shida的損耗分析:提出了一個以試驗測量結(jié)果為基礎(chǔ)的完整的分段確定胎側(cè)熱交換系數(shù)的反演方法,發(fā)展了輪胎溫度場的有限元分析方法.另外,根據(jù)有限元數(shù)值分析的計算結(jié)果,分析了輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場的特征及相關(guān)參數(shù)的影響.根據(jù)現(xiàn)有的輪胎溫度場測試方法,在輪胎轉(zhuǎn)鼓試驗機上實現(xiàn)了11.00R20子午線輪胎不同工況下的穩(wěn)態(tài)滾動過程,并測量得到了輪胎表面溫度場、結(jié)

2、構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)態(tài)溫度及內(nèi)腔氣壓變化,并分析得到了內(nèi)腔氣體穩(wěn)態(tài)溫度.測試結(jié)果表明,在穩(wěn)態(tài)運行100分鐘后,輪胎溫度場達到穩(wěn)定,測量溫度隨運行速度增加而增加,胎側(cè)的穩(wěn)態(tài)溫度在不同速度下的分布保持一致.以ABAQUS有限元程序為基礎(chǔ),以11.00R20子午線輪胎為例,完整的實現(xiàn)了從結(jié)構(gòu)變形分析、能量損耗分析到熱傳導分析的穩(wěn)態(tài)滾動輪胎的穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)值分析過程.結(jié)構(gòu)變形分析中,采用了試驗獲得的輪胎橡膠材料平衡態(tài)的超彈性本構(gòu);能量損耗分析中,采用傅立葉分

3、解的方法來分析結(jié)構(gòu)的彈性應(yīng)力應(yīng)變循環(huán),并以試驗分析得到的等效粘性損耗系數(shù)為基礎(chǔ),編寫相應(yīng)的程序計算了結(jié)構(gòu)的能量損耗;熱傳導分析中,通過ABAQUS程序提供的HETVAL用戶子程序來定義結(jié)構(gòu)熱源,并結(jié)合試驗測量的輪胎胎側(cè)穩(wěn)態(tài)溫度場,反演分析得到了分段的胎側(cè)不同區(qū)域的確定對流熱交換系數(shù)的參數(shù)αi;最后的有限元計算結(jié)果與測試結(jié)果做了比較,結(jié)果表明本文的計算方法是可靠的.針對11.00R20子午線輪胎,計算了其諸多工況下的穩(wěn)態(tài)溫度場分布,并分析