文档介绍：$ 0 ( ! & ( + # # ’( 轮胎轮廓优化有限元分析刘! 锟! ! 薛! 强" ! 毕守桃" ! ! 1 佳通轮胎" 中国# 研发中心$ 安徽合肥! " & ! " # " % " 1 安徽佳通轮胎有限公司$ 安徽合肥! " & ! " # " & ! ! 摘要" 利用有限元分析方法对& - / ’’/ ; " " 1 / 轮胎进行轮廓优化设计( 增大轮胎行驶面和带束层宽度及胎肩内轮廓的曲率半径$ 可有效降低带束层端部的应力集中程度$ 同时明显改善轮胎的接地形状和接地压力分布( 成品试验证明$ 优化设计轮胎的耐久性能和高速性能明显提高( ! ! 关键词" 子午线轮胎% 结构设计% 有限元分析! ! 中图分类号" ) * ’& 1 & * ! 1 ’% 7 " * ! 1 - " ! ! 文献标识码" + ! ! 文章编号" ! # # ’, - ! . ! " " # # ’# ! ! , # ’/ - , # * ! ! 随着国内全钢载重子午线轮胎产能的日益提升$ 市场竞争日趋激烈( 为了扩大外销$ 我公司决定开拓欧洲市场$ 而& - / ’’/ ; " " 1 / 轮胎占有较大的市场份额( 本工作采用有限元分析方法$ 对& - / ’’/ ; " " 1 / 轮胎早期产品进行结构优化设计$ 进一步提高了产品性能$ 满足了用户需求( ! ! 有限元分析模型的建立利用有限元分析方法进行轮廓优化的过程为) 首先根据外缘尺寸的标准规定对& - / ’’/ ; " " ( / 进行经验设计$ 据此建立有限元分析的初始模型% 然后根据初始模型的计算结果再对设计轮廓进行修正$ 以减轻带束层端点的应力集中% 经过多次反复修正后得到优化设计方案$ 再通过试验验证优化设计的效果( 在进行有限元分析时$ 采用了两种网格划分方案) 一种是精细的网格划分$ 如图! 所示$ 有& ! # # 个橡胶实体单元$ 特征单元长度约为" ? ? $ 该模型用来做充气状态分析% 另一种是较粗的网格划分$ 其平面轴对称模型如图" 所示$ 有/ . # 个橡胶实体单元( 图& 所示的三维模型是利用图" 所示的粗网格模型生成的$ 该模型主要用于轮胎承受重力负荷时的有限元模拟( 采用精细有限元网格进行充气状态分析是为了提高计算精度$ 由于三维模型的自由度远大于! ! 作者简介" 刘锟" ! 0 . & , # $ 男$ 安徽合肥人$ 佳通轮胎" 中国# 研发中心工程师$ 学士$ 从事全钢载重子午线轮胎的研发工作( 图! ! 平面轴对称模型精细有限元网格图# ! 平面轴对称模型较粗有限元网格平面模型$ 受计算机硬件的限制$ 目前还不可能采用很精细的三维有限元网格进行轮胎结构分析$ 因此本工作采用图& 所示模型进行三维问题分析( 另外$ 本研究所有模型均采用 N O ] A N 单元模拟帘线的增强作用$ 采用摩擦接触方式模拟胎圈与轮辋的相互作用$ 三维模型中也考虑了轮胎与- / ’轮! 胎! 工! 业! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " # # ’年第" ’卷万方数据万方数据第! ! 期图$ ! 三维模型的有限元网格路面的接触作用! 轮辋和路面均视为刚体" # ! 充气轮胎轮廓变形特征根据经验设计轮胎轮廓! 得到平面模型+ # ! 充气后胎侧部位向里收缩!