子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究

作     者：韩秀枝 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何雪涛

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：子午线轮胎 有限元模型 滚动阻力 水滑特性 稳态滚动分析 流-固耦合分析 热-结构耦合分析 

摘      要：本文应用大型有限元分析程序ANSYS,建立了子午线轮胎205/60R15的完整有限元模型。在考虑轮胎橡胶材料的非线性、帘线-橡胶材料的各向异性、轮胎大变形导致的各向异性、轮胎与轮辋的装配、轮胎与路面的接触非线性边界条件的基础上,应用改变材料方向轴的方法来模拟带束层的角度,并采用显式积分非线性动力分析程序LS-DYNA对模型进行稳态滚动分析。采用ANSYS/S-DYNA的热隐式-显式顺序求解方法对子午线轮胎滚动阻力进行了模拟分析。利用LS-DYNA的流-固耦合分析功能对子午线轮胎水滑特性进行了分析。 本文分析了子午线轮胎在充气压力和垂直载荷下,制动、滚动、驱动工况下的胎体变形、接触压力的状态。在此基础上,根据轮胎橡胶材料滞后生热特性,采用热-结构耦合分析方法对子午线轮胎稳态滚动阻力进行了有限元分析。着重研究了轮胎行驶速度、充气压力、垂直载荷、胎冠胶弹性模量、带束层帘线角度五个参数对轮胎稳态滚动阻力的影响。结果表明行驶速度和垂直载荷对轮胎滚动阻力的影响较大,轮胎滚动阻力随行驶速度和垂直载荷的增大而增大。充气压力和带束层帘线角度对滚动阻力的影响不是特别明显。此外,本文还对轮胎在湿滑路面从行驶到发生水滑现象过程中的水流状态进行了研究。