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弹性体
CHINA ELASTOMERICS
2010 Vol.20 No.1 P.13-17

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子午线轮胎稳态滚动侧偏特性有限元分析

王伟  许喆  赵树高 

摘 要:依据子午线轮胎的实际结构,考虑轮胎与轮辋的接触,借助MSC MARC有限元分析软件,建立了轮胎的平面轴对称模型和三维有限元分析模型.首先,利用平面模型分析了轮胎与轮辋的装配过程和充气过程.然后,为简化计算量,利用轴对称到三维的分析方法,分析了轮胎在垂直载荷作用下的接地问题和在侧偏条件下低速稳态滚动过程.给出了轮胎与地面、轮辋接触界面上的法向力分布;在不同侧偏角下轮胎最低断面的变形情况,并探讨了不同负荷、气压、摩擦系数对侧向力、回正力矩与侧偏角关系的影响.
关键词:子午线轮胎;非线性有限元分析;侧偏特性;稳态滚动
分类号:TQ336.1;U463.341;O242.21  文献标识码:A

文章编号:1005-3174(2010)01-0013-05

Finite element analysis for corning characteristics of steady state rolling radial tire

WANG Wei  XU Zhe  ZHAO Shu-gao 

基金项目:山东省自然科学基金重点资助项目(ZF9905)
作者简介:王伟,(1971-),男,山东泰安人,副教授,博士,主要从事轮胎结构有限元分析及其应用的研究工作.
作者单位:王伟(青岛科技大学,橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东,青岛,266042;大连理工大学,工程力学系,辽宁,大连,116023) 
     许喆(青岛科技大学,橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东,青岛,266042) 
     赵树高(青岛科技大学,橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东,青岛,266042) 

参考文献:

[1]Kabe K,Koishi M.Tire cornering simulation using finite element analysis[J].Journal of Applied Polymer Science,2000,78(8):1566~1572.
[2]Tonuk E,Unlusoy Y S.Prediction of automobile tire cornering force characteristics by finite element modeling and analysis[J].Computer & Structure,2001,79(13):1219~1232.
[3]Pacejka Hans B.Tyre and vehicle dynamics[M].Oxford:Elsevier,2002.
[4]彭旭东,郭孔辉,单国玲.汽车轮胎侧偏特性影响因素的试验研究[J].汽车工程,2004,26(4):675~677.
[5]陈火红,于军泉,席源山.MSC Marc/Mentat2003基础与应用实例[M].北京:科学出版社,2004.
[6]Helnwein P,Liu C H,Meschke G,et al.A new 3D-FE-Model of cord-reinforce composites,application to analyses of automobile tires[J].Finite Elements in Analysis and Design,1993,14(1):1~16.
[7]Meschke G,Helnwein P.Large-strain 3D analysis of fibre-reinforced composites using rebar element:hyperelastic formulation for cord[J].Computational Mechanics,1994,13(4):241~254.
[8]Zhang X,Rakheja S,Ganesan R.Stress analysis of the multi-layered system of a truck tire[J].Tire Science and Technology,2003,30(4):240~264.
[9]潮阳,祖文强.有限元分析带束层骨架材料对轮胎力学性能的影响[J].轮胎工业,2002,22(2):75~78.
[10]Yeoh O H.Characterization of elastic properties of carbon black filled rubber vulcanization[J].Rubber Chemistry and Technology,1990,63(5):792~805.
[11]彭旭东,郭孔辉,谢友柏.干燥路面上轿车轮胎侧偏特性试验[J].上海交通大学学报,2006,40(1):148~151.
[12]Olatunbosun O A,Bolarinwa O.FE simulation of the effect of tire design parameters on lateral forces and moments[J].Tire Science and Technology,2005,32(3):146~163.

收稿日期:2009年8月25日

出版日期:2010年2月25日