斜交轮胎三维有限元模型的建立及充气轮胎的有限元分析

摘要

该论文利用FAUTOCAD绘制斜交轮胎断面轮廓图和材料分布图,编写AUTOLISP程序实现CAD与ANSYS的接口,并采用ANSYS有限元程序中的三维体单元、层单元建立了斜交轮胎(9.00-20 16PR)的三维有限元模型.从而进一步完善了斜交轮胎三维有限元分析的技术.研究发现,斜交轮胎充气时,应力主要由帘布层中的帘线来承担,在缓冲层和帘线反包端点的部位,出现了应力集中,胎肩和下胎侧的帘布层中剪切应力很大.轮胎充气且定轴转动时,由于离心力的作用,轮胎外直径和胎冠曲率比静止充气时增大,而断面宽和胎侧曲率则比静止充气时有所减小.该课题的分析结果与相关手册和文献的研究结论基本吻合,这说明所建立的斜交轮胎三维有限元模型是正确的且合理的.

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1课题来源

1.2论文选题的目的和意义

1.3有关轮胎研究的历史、现状和前沿发展情况

1.4前人在本课题研究领域中的成果简述

1.5本课题研究的主要内容

第二章 斜交轮胎的结构及充气形状

2.1斜交轮胎的结构特征

2.2斜交轮胎各部分的名称

2.3轮胎的分类和表示方法

2.3.1轮胎的分类

2.3.2轮胎的常用表示方法

2.3.3根据ISO国际标准的轮胎规格标号

2.4斜交轮胎的充气形状计算

2.4.1轮胎几何关系式

2.4.2平衡方程式

2.4.3帘线角度与薄膜力的关系

2.4.4帘线伸张变形与轮胎形状的关系

第三章 斜交轮胎三维有限元模型的建立过程

3.1轮胎径向截面有限元节点的形成

3.1.1绘制轮胎结构初始轮廓曲线

3.1.2数字化轮廓的绘制

3.1.3 CAD模块与ANSYS软件的接口

3.2有限元模型的形成

3.2.1材料常数的定义

3.2.2单元类型的选择

3.2.3单元的形成

3.2.4安装轮辋

3.2.5整胎模型

3.3载荷与约束条件

第四章 充气轮胎的有限元分析结果

4.1充气分析时模型的选取

4.2加载求解和结果分析

4.2.1只加轮辋约束时的应力变形分析

4.2.2充气轮胎应力变形分析

4.2.3轮胎充气且高速旋转工况下的应力应变分析

4.2.4帘布裁断角度和转速对充气轮胎的影响

第五章 结论

参考文献

致谢