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ANSYS在滚动轮胎稳态温度场分析中的应用

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农业机械学报 2001年第2期32卷 15-17,20页

作者：赵子亮王庆年李幼德李杰初亮吉林大学汽车工程系吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室

根据轮胎尺寸、材料性质和工作条件 ,对滚动轮胎进行了合理假设 ,建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。利用有限元处理方法和 ANSYS5 .3版大型非线性有限元软件 ,建立了滚动轮胎稳态温度场的二维有限元模型。以 9.0 0 - 2 0 ... 详细信息

根据轮胎尺寸、材料性质和工作条件 ,对滚动轮胎进行了合理假设 ,建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。利用有限元处理方法和 ANSYS5 .3版大型非线性有限元软件 ,建立了滚动轮胎稳态温度场的二维有限元模型。以 9.0 0 - 2 0 12 PR尼龙斜交胎为例 ,进行了温度场初步模拟计算 ,获得了轮胎内部稳态温度场分布。通过回归建立了稳态时轮胎内部最高温升随车速变化的简便计算公式 ,分析了车速对最高温升的影响。计算结果较真实地反映了轮胎的热状况。

关键词：卡车轮胎温度场稳态有限元法滚动轮胎温升特性

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滚动轮胎表面红外成像测温的偏差及其修正

实验力学 2013年第5期28卷 595-600页

作者：黄梦溪李子然夏源明中国科学技术大学近代力学系、中科院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230027

使用红外热像仪从三个方向测量了滚动轮胎的表面温度,结果表明从不同方向对同一表面的测温结果不相同。根据几何光学和热辐射原理,造成这一偏差有两个原因:一是轮胎表面点的像面照度按其辐射入射角α的余弦四次方定律变化;二是轮胎表面... 详细信息

使用红外热像仪从三个方向测量了滚动轮胎的表面温度,结果表明从不同方向对同一表面的测温结果不相同。根据几何光学和热辐射原理,造成这一偏差有两个原因:一是轮胎表面点的像面照度按其辐射入射角α的余弦四次方定律变化;二是轮胎表面点的发射率与β(该点入射方向与其法向之间的夹角)有关。本文首先采用余弦四次方定律对三个方向下的轮胎表面红外测试结果进行了与α相关的修正,然后依据轮胎表面任意点温度的同一性(即与测量方向无关)进行了与β相关的进一步修正,并给出了一个轮胎表面发射率与β的经验关系。具体表现为发射率在法向上最大,当β在60°以内时其变化相对平缓,超过60°则急剧下降,最终得到了一个表征轮胎表面点红外像面照度下降的双角度(α和β)修正函数以及相应的温度修正公式。修正后不同方向下的温度分布趋于一致,其平均结果即可视为轮胎表面真实的温度分布。

关键词：余弦四次方定律发射率方向性红外热像仪像面照度下降滚动轮胎温度修正

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滚动轮胎瞬态和稳态强迫响应分析

汽车工程 2005年第3期27卷 334-336,346页

作者：谢先海管迪华清华大学汽车安全与节能国家重点试验室北京100084

采用移动载荷的概念,分别推导了点力激励的响应及分布力激励的响应列式,计算了胎体上点在点载荷作用下的时间历程。为轮胎滚动模型提供基础。

关键词：滚动轮胎点力激励分布力激励时域变形响应函数

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滚动轮胎表面对流换热的萘升华模拟研究

橡胶工业 2003年第6期50卷 329-332页

作者：马连湘刘志春李庆领青岛科技大学机械工程学院山东青岛266042

根据热质比拟的基本原理 ,采用萘升华技术 ,在风洞中利用直线运动的旋转圆盘模拟研究了滚动轮胎表面的对流换热系数。当风速为 14m·s- 1 时 ,轮胎表面对流换热系数与汽车行驶速度呈线性关系 ,随着汽车行驶速度的增大 ,轮胎表面对流换... 详细信息

根据热质比拟的基本原理 ,采用萘升华技术 ,在风洞中利用直线运动的旋转圆盘模拟研究了滚动轮胎表面的对流换热系数。当风速为 14m·s- 1 时 ,轮胎表面对流换热系数与汽车行驶速度呈线性关系 ,随着汽车行驶速度的增大 ,轮胎表面对流换热系数也增大 ,其经验式为h =5 2 99+1 2 43 8v。

关键词：对流换热热质比拟萘升华滚动轮胎

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滚动轮胎温度场分布及温度控制研究进展

橡胶工业 2014年第4期61卷 251-255页

作者：张岩李庆领青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

介绍滚动轮胎生热机理、温度场分布及温度控制研究进展。温度场分布试验研究方法主要有接触法、非接触法和对流换热计算,模拟计算包括有限元法和数值计算法;滚动轮胎的温度控制方法包括热传导、强制对流换热、胎体修改以及热管技术和冷... 详细信息

介绍滚动轮胎生热机理、温度场分布及温度控制研究进展。温度场分布试验研究方法主要有接触法、非接触法和对流换热计算,模拟计算包括有限元法和数值计算法;滚动轮胎的温度控制方法包括热传导、强制对流换热、胎体修改以及热管技术和冷却剂等。

关键词：滚动轮胎生热温度场温度控制

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滚动轮胎稳定态温度场及热损耗计算

应用科学学报 1989年第2期7卷 101-107页

作者：欧阳鬯徐正义复旦大学

利用热学方法,将外边界温度及热物性系数作为已知量,在一个FORTRAN程序中,对热稳定态受载滚动轮胎的内部温度场及热损耗进行了计算,数值结果与实验结果一致.

关键词：滚动轮胎温度场热损耗热稳定态

滚动轮胎温度应变虚拟测试系统设计与试验研究

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滚动轮胎温度应变虚拟测试系统设计与试验研究

作者：王丽安徽农业大学

学位级别：硕士

滚动轮胎内部温度特性直接影响轮胎的经济性、安全性和使用寿命,严重时轮胎爆破会造成重大交通事故。轮胎生热包括内部滞后生热和轮胎与路面间的摩擦生热,在设计阶段进行轮胎滚动状态下内部温度、应变分布特性的测试和分析尤为必要。本... 详细信息

滚动轮胎内部温度特性直接影响轮胎的经济性、安全性和使用寿命,严重时轮胎爆破会造成重大交通事故。轮胎生热包括内部滞后生热和轮胎与路面间的摩擦生热,在设计阶段进行轮胎滚动状态下内部温度、应变分布特性的测试和分析尤为必要。本文基于产学研合作项目研究滚动轮胎内部温度、应变测试方法,同时定制开发轮胎温度应变测试系统,研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要内容如下:（1）系统分析了轮胎生热及其热传导机理,基于台架和路试要求构建了轮胎温度应变测试方案。（2）基于虚拟仪器进行了系统硬件集成开发,包括传感器、数据采集器、上位机等。其中台架测试系统选用热敏电阻实现轮胎内部温度的测试,选用精密应变片实现对轮胎帘线应变的测试,通过精密滑环实现滚动轮胎传感器信号的外传,基于c RIO进行数据的采集和控制。路试测试系统选用体积小巧的my RIO安装在轮辋上实现温度信号采集和控制。硬件选型保证系统在高转速、大载荷极限工况下稳定工作。（3）基于LabVIEW进行了系统软件集成开发,包括数据采集器软件和上位机软件。根据系统对软件的需求,搭建了软件整体架构。通过多线程、状态机结构、队列等技术手段,实现数据采集、报告生成等功能,且软件运行稳定、可靠,占用资源少。（4）针对测试系统进行信号采集的准确性、通讯稳定性和硬件可靠性等功能验证试验,以及滚动轮胎温度应变试验,结果表明测试系统满足设计功能要求。本文定制开发的测试系统,具有集成度和可靠性高、扩展性好、易于操作和维护等特点。经过一年多的使用,性能良好,各项性能满足既定要求。

关键词：汽车滚动轮胎温度应变虚拟测试系统

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滚动轮胎的模态特性研究

滚动轮胎的模态特性研究

作者：李超吉林大学

学位级别：硕士

轮胎是汽车上最重要的组成部件之一,也是汽车上唯一与路面接触发生作用的部件。轮胎的振动和噪声会直接影响整车的行驶平顺性、乘坐舒适性和整车噪声。如何降低轮胎的振动和噪声受到了轮胎制造商和整车厂越来越多的关注,如今整车厂对轮... 详细信息

轮胎是汽车上最重要的组成部件之一,也是汽车上唯一与路面接触发生作用的部件。轮胎的振动和噪声会直接影响整车的行驶平顺性、乘坐舒适性和整车噪声。如何降低轮胎的振动和噪声受到了轮胎制造商和整车厂越来越多的关注,如今整车厂对轮胎的选择与匹配提出了各种各样的要求,例如有些整车厂就要求轮胎制造商提供轮胎的模态参数。所以,研究人员对于轮胎模态特性以及振动传递特性的研究就显得尤为重要。而对于设计人员,如果掌握了轮胎的模态特性,这对轮胎的合理设计也有着重要的意义。但是,由于受到测试条件的限制,目前国内大部分是关于静止状态下轮胎模态特性的研究,而真实滚动与静止两种状态下的轮胎存在着显著差异,即静止状态下的轮胎模态特性并不完全等同于滚动状态下轮胎的模态特性。因此,即便测试面临巨大的挑战,研究滚动状态下的轮胎模态特性都势在必行。而且,其对于预测轮胎的动态特性也有着显著的作用。近年来,随着有限元方法的不断发展和成熟,它已经被很好地应用到了轮胎研究中去,有限元仿真技术可以模拟许多实验室或真实情况下无法完成的测试,为科学研究降低了难度,节约了大量的时间和成本。本文利用有限元方法结合LMS模态试验设备研究了各种关键因素对轮胎模态参数的影响规律和机理,并且计算了滚动状态下轮胎的共振频率,了解了转速对轮胎共振频率的影响规律,从而得到了滚动状态下轮胎的模态特性。具体来说,本文主要内容如下:1.轮胎振动的研究历史和现状。本文详细介绍了轮胎振动几种不同的分类方法及特性、轮胎振动的测试方法及设备仪器、轮胎固有频率及振型的计算模型、国内外对于轮胎振动的研究成果及现状和本课题研究的重要意义等。2.轮胎试验模态分析。本文详细介绍了试验模态分析的理论基础即实模态理论,模态试验所用到的设备仪器和轮胎模态试验的整个过程。通过有效地组织轮胎模态试验,研究了支承方式、激振和拾振方向、边界条件、充气压力和载荷对轮胎模态参数的影响规律,并获得了轮胎振动的传递函数曲线。3.轮胎计算模态分析。本文建立了较为精确的轮胎有限元模型,并详细介绍了模型建立的过程。利用该模型进行模态分析计算出了轮胎的固有频率及振型,而且用参数表示法对模态振型进行分类。研究了充气压力、载荷以及轮胎内部材料参数对固有频率的影响规律和机理。4.滚动轮胎的计算模态分析。对于稳态滚动下的轮胎增加了由于滚动引起的惯性力效应,得出了转速对轮胎共振频率的影响规律和机理。加之在某固定工况下,由于轮胎的结构和材料几乎没有发生变化,所以充气压力、载荷、结构和材料参数等关键因素,对静止状态下轮胎模态特性的影响规律同样适用于滚动轮胎。综上所述,便得到了滚动轮胎的模态特性。

关键词：滚动轮胎模态试验有限元振动转速 ABAQUS

基于实验的数值反演的滚动轮胎稳态温度场的有限元分析

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实验力学 2005年第1期20卷 1-9页

作者：王晓军李炜夏源明中国科学技术大学力学与机械工程系

根据轮胎温度场的单向解耦分析思想,形成了一个基于ABAQUS程序的轮胎稳态温度场的分析方法,单向解耦过程分为变形、损耗、热传导三个分析过程。变形分析中,采用了平衡态的超弹性材料模型;损耗分析中,依据变形分析获得的应力应变场,结合... 详细信息

根据轮胎温度场的单向解耦分析思想,形成了一个基于ABAQUS程序的轮胎稳态温度场的分析方法,单向解耦过程分为变形、损耗、热传导三个分析过程。变形分析中,采用了平衡态的超弹性材料模型;损耗分析中,依据变形分析获得的应力应变场,结合材料粘性损耗特性来获得损耗能量;热传导分析中,依据实测的轮胎胎侧温度场,提出了一种基于实验的数值反演方法来确定胎侧的对流热边界条件。由于轮胎胎侧的形状和结构细节,其对流热边界不同于旋转平圆盘的对流热边界,本文的数值反演方法避免了实测胎侧对流热交换系数的困难。

关键词：稳态温度场有限元分析滚动轮胎实验数值反演方法 ABAQUS 变形分析应力应变场热交换系数解耦分析分析过程材料模型损耗分析损耗特性结合材料边界条件结构细节热传导热边界胎侧对流超弹性平衡态耗能量单向实测