abaqus幫助文檔中輪胎的例子

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1、外胎是由胎體、緩沖層（或稱(chēng)帶束層）、胎面、胎側(cè)和胎圈組成1、Bead：胎唇部；2、sidewall：胎側(cè)；3、tread：胎面；4belt：緩沖層；5、carcass：胎體簾布層。3.1.8?Treadwearsimulationusingadaptivemeshingin?ABAQUS/Standard3．1.8使用自適應(yīng)網(wǎng)格在Abaqus/Standard中進(jìn)行輪胎磨損仿真分析軟件：Abaqus/Standard這個(gè)例子在Abaqus/Standard中使用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)的輪胎進(jìn)行建模。這次分析使用類(lèi)似“Steady-staterollinganalysisofatire

2、”Section3.1.2來(lái)建立穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)輪胎的接地印跡和狀態(tài)。接著，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)傳輸分析來(lái)計(jì)算和推測(cè)持續(xù)分析步，在穩(wěn)態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)近似瞬態(tài)磨損解。問(wèn)題描述和建模輪胎描述和有限元建模和“Importofasteady-staterollingtire，”Section3.1.6一樣，但是有一些不一樣，在這里需要指出。由于這次分析的中心是輪胎磨損，所以胎面建模需要更加精細(xì)。另外臺(tái)面使用線性彈性材料模型來(lái)避免超彈性材料在網(wǎng)格自適應(yīng)過(guò)程中不收斂。圖1所示的是軸對(duì)稱(chēng)175SR14輪胎的一半模型。橡膠層用CGAX4和?CGAX3單元建模。加強(qiáng)層使用帶有rebar層的SFMGAX1單元模擬。橡膠層和加

3、強(qiáng)層之間潛入單元約束。橡膠層的彈性模量為6Mpa，泊松比為0.49。剩下的輪胎部分用超彈性材料模型模擬。多應(yīng)變能使用系數(shù)C10=10^6,C01=0和D1=2*10^8。用來(lái)模擬骨架纖維的剛性層和徑向成0°，彈性模量為9.87Gpa。壓縮系數(shù)設(shè)置成受拉系數(shù)的百分之一。名義應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)用馬洛超彈性模型定義材料本構(gòu)關(guān)系。Beltfibers材料的拉伸彈性模量為172.2Gpa。壓縮系數(shù)設(shè)置成拉伸系數(shù)的的百分之一。Belt的纖維走向在軸向±20°內(nèi)。旋轉(zhuǎn)前面的軸對(duì)稱(chēng)一半模型可得到局部三位模型，如圖2所示。我們關(guān)注輪胎印跡區(qū)域的網(wǎng)格。將局部模型鏡像后可得到完整的三維模型。自適應(yīng)網(wǎng)格在輪胎磨損計(jì)

4、算中的局限性在這個(gè)例子中使用自適應(yīng)網(wǎng)格必須嚴(yán)格遵守以下條件：1、??圓柱網(wǎng)格不支持自適應(yīng)網(wǎng)格并且在本例子也沒(méi)有使用2、??由于梯度狀態(tài)變量的變形錯(cuò)誤嚴(yán)重，自適應(yīng)網(wǎng)格使用超彈性材料時(shí)表現(xiàn)很差。因此胎面用彈性材料定義3、??在自適應(yīng)網(wǎng)格的范圍內(nèi)不能用包含剛性層的嵌入網(wǎng)格。4、??自適應(yīng)網(wǎng)格通過(guò)網(wǎng)格幾何特征來(lái)決定自適應(yīng)網(wǎng)格在自由面光滑的方向，網(wǎng)格幾何的特征通常不容易和描述的磨損方向一致。因此，下面將討論到，通常你需要做額外的工作來(lái)明確地描述磨損的方向。加載分析分為5個(gè)階段，用軸對(duì)稱(chēng)模型開(kāi)始，以使用symmetricmodelgeneration生成的完整三維模型結(jié)束。前4階段和“Steady

5、-staterollinganalysisofatire,”Section3.1.2和類(lèi)似。1、??對(duì)稱(chēng)充氣：輪胎內(nèi)部施加200kpa的壓力，中間平面使用對(duì)稱(chēng)條件。2、??一半三維接地印跡分析：軸對(duì)稱(chēng)模型沿著對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)。3、??完整的三維模型接地印跡分析：一半三維模型鏡像生成完整的三維模型4、??穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)：在穩(wěn)定速度32km/h車(chē)速進(jìn)行完整模型分析，這是輪胎的滾動(dòng)速度為25rad/s。這些條件符合制動(dòng)工況，本次分析考慮慣性和遲滯作用。5、??胎面磨損分析：胎面磨損分析在最后一步進(jìn)行，本次分析輪胎速度保持為一定值，考慮輪胎表面的磨損，使用損耗的摩擦能來(lái)計(jì)算磨損。慣性和遲滯同樣是本次分析中

6、的考慮因素。本次分析在車(chē)速32km/h的情況下，持續(xù)進(jìn)行3.6*10^6秒，輪胎前進(jìn)32000公里。最后的分析為磨損分析，來(lái)預(yù)測(cè)磨損或者面消融，根據(jù)穩(wěn)態(tài)側(cè)傾輪胎得到評(píng)估。我們關(guān)注由磨損評(píng)估結(jié)果得到的輪胎外形的改變；因此我們需要介紹在穩(wěn)態(tài)過(guò)程中允許瞬態(tài)效果的建模假設(shè)。基本的假設(shè)是用當(dāng)前實(shí)時(shí)持續(xù)的滾動(dòng)角速度來(lái)解釋穩(wěn)態(tài)前進(jìn)分析步。我們認(rèn)為在任何時(shí)候輪胎滾動(dòng)時(shí)輪胎的磨損造成的輪胎外形變化僅僅有很小的效果。因此在整個(gè)分析步的每一步穩(wěn)態(tài)的結(jié)果都是合適的。有了這些假設(shè)，我們就能同時(shí)考慮兩個(gè)不同時(shí)間范圍的效果：短的輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間范圍和長(zhǎng)的輪胎壽命時(shí)間范圍。磨損模型為了舉例說(shuō)明磨損的過(guò)程，假設(shè)磨損率是局部

7、接觸壓力和滑移率的線性函數(shù)，進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的磨損例子。盡管我們能計(jì)算這些工程量，由于在穩(wěn)態(tài)移動(dòng)狀態(tài)下使用歐拉公式，他們必須應(yīng)用于胎面流線來(lái)模擬輪胎周長(zhǎng)磨損。磨損率計(jì)算磨損模型如下：q是體積損失量或者磨損量；k是無(wú)量綱磨損系數(shù)；H是材料硬度；P是接觸壓力；A是接觸面積；Y是接觸滑移率。在這里我們可以認(rèn)為用PAy描述摩擦耗損率。對(duì)于輪胎橡膠，我們假設(shè)磨損系數(shù)k=10^-3，材料硬度H=2GPa。下面開(kāi)發(fā)的目標(biāo)是材料的磨損表達(dá)式能應(yīng)用于磨損分析的節(jié)點(diǎn)上