基于ABAQUS柔性梁轮胎模型的研究

提出了一种基于ABAQUS的柔性梁轮胎建模方法,在基础的柔性环模型上优化了弹簧数量。将Singlemodle分析软件用于轮胎模态试验中的模态参数处理,得到轮胎受载状态下的固有频率。根据轮胎模型受载下的理论推导,可以推断出模型中切向和径向弹簧的刚度系数。在橡胶超弹性、黏弹性及径向和切向弹簧系数的属性下采用B21线性柔性梁单元对有限元模型进行线性摄动,提取模态分析中的振型与固有频率。与轮胎模态试验的结果对比,证明了该轮胎模型的可靠与准确性,对轮胎有限元分析提供了一定价值。     

表面损伤层对结构整体变形和刚度的影响研究

基于等效介质概念,对含表面微裂纹构件的力学特性进行了分析,给出了损伤层的定义,建立了含表面微裂纹的梁结构的等效双材料组合梁模型,推导了含损伤层梁的挠曲线微分方程,研究了损伤层对梁的弯曲变形的影响,给出了梁的挠度变化与损伤层厚度及等效弹性模量的关系,同时,分析了损伤层厚度及模量对梁的刚度的影响。分析计算结果表明:随损伤层厚度的增加,梁的挠度增大,刚度减小;随损伤层弹性模量的减小,梁的挠度增大,刚度减小;当损伤层厚度达到梁高的1/30以上时,损伤层对梁的弯曲变形和刚度影响较大,对机械加工的精度有较大影响。     

基于Voronoi模型的钽材料孔隙率与弹性模量辨识

多孔材料的弹性模量辨识,是研究多孔材料力学性能的重要部分。采用三维Voronoi随机分布模型,研究了多孔钽在准静态载荷作用力下的力学性能。建立给定孔密度下的Voronoi随机分布模型,并以梁单元的形式构建有限元模型,通过改变梁单元直径构造同一微结构下的不同孔隙率模型,进行有限元力学分析,辨识不同孔隙率下多孔模型的等效弹性模量。对实验结果数据进行分析,验证所辨识多孔模型等效弹性模量与孔隙率关系,与实验结果一致。     

无气轮胎几何非线性的有限元分析

为了获得无气轮胎在静态固定载荷下的材料与变形特性,利用有限元几何非线性理论对其进行了非线性大变形接触分析.建立了无气轮胎与硬路面的三维有限元模型,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性及轮胎接触非线性,计算了无气轮胎在径向位移下的变形情况、应力分布和接地压力、径向刚度等.分析结果可作为无气轮胎的设计及优化依据.     

胎侧刚度非线性的分析及其对轮胎模型的修改

通过胎侧的薄膜模型和曲梁弯曲模型的力学分析，分别推导出了径向刚度和侧向刚度的计算公式，验证了胎侧具有随变形而减弱的非线性刚度特性，说明在直接模态参数的建模中，应考虑胎侧非线性弹性特性，为轮胎模态参数的修正提供理论基础。计算结果表明考虑胎侧非线性刚度能有效提高轮胎模态模型的精度。     

汽车轮胎等效模型探讨

给出了轮胎垂直(径向)振动等效平面模型,并在此基础上,具体分析了轮胎等效粘弹性阻尼圆环模型的建模与计算结果;通过与弹性基环梁模型计算结果比较,可知考虑了等效胎面层粘弹性阻尼影响的圆环弹性基础模型,有效地提高了子午线轮胎固有频率的计算可信度。     

技术文摘专栏

轮胎静态及侧偏刚度有限元分析 【摘要】：考虑子午线轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂的力学特性,采用Abaqus软件建立轮胎三维有限元分析模型,研究充气压力和负荷对轮胎静态刚度（径向刚度、侧向刚度、纵向刚度、扭转刚度）和稳态侧偏刚度的影响,并给出了相应的负荷与变形之间的关系。     

铝合金车轮径向疲劳试验的数值仿真

将动态接触转化成节点可相对移动的缓冲过渡层,提出径向疲劳模型中轮胎与轮辋接触问题的解决方法.过渡层通过共用节点的方法离散成五面体单元,传递轮胎对轮辋的作用力.由于过渡层刚度很小而且厚度小,所以对车轮刚度的影响可以忽略不计.考虑到试验中转鼓与车轮的滚动接触切向力比较小,仅以等效的径向压力施加到轮胎上.文中建立整个试验过程的有限元模型,通过与试验结果以及前人的成果相对比,表明分析模型是正确而有效的.     

轮胎刚度和阻尼非线性模型的解析研究

根据轮胎的静态和动态试验结果,建立了轮胎刚度和阻尼的非线性解析模型.该模型分析了轮胎刚度与轮胎变形量、充气压力和振动频率之间的数值解析关系;同时还分析了轮胎阻尼与振动速度、轮胎变形速度和充气压力之间的关系.     

多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析

重载机械式主轴是重型数控(Computer numerical control,CNC)机床摆角铣头的关键功能部件,具有大功率、大扭矩特点,用于加工大型复杂曲面零件。其有限元建模及模态分析的准确性是主轴进一步动力学分析的基础。基于Timoshenko梁理论建立重载机械式主轴的运动方程,采用有限元法得到主轴的矩阵形式的动力学方程;在有限元软件中分别以实体单元和梁单元对主轴进行有限元建模,对轴承以Combin14弹簧单元建模,并以自由模态和实际工况约束条件下进行重载机械式主轴的模态分析;根据轴承型号计算轴承的径向刚度,作为重载主轴模态分析中弹簧单元的刚度参数;进行主轴锤击模态试验,验证重载机械式主轴多约束状态下模态分析建模及仿真结果的正确性。研究表明,把主轴考虑为Timoshenko梁单元和Beam188梁单元进行主轴有限元建模和模态分析时,结果更为准确,弹簧约束梁方式更符合实际情况。研究结果为重载机械主轴系统的进一步优化设计和精度控制提供依据。