[发明专利]一种轮胎滑水流固耦合仿真分析方法

权利要求书

1.一种轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立轮胎和路面的力学模型：建立轮胎二维断面轮廓图，将轮胎、轮辋的轮廓线分别沿旋转轴旋转形成三维壳体模型，轮胎材料属性为各项异性；在胎面法线方向和距离胎面中心为预设范围的高度上建立路面壳体模型；

建立流体域模型具体为：根据轮胎的力学模型建立六面体模型，所述六面体模型底面与路面接触，所述六面体模型顶面与轮胎的力学模型相交，通过六面体模型与轮胎的力学模型进行布尔减操作，得到的剩余模型为流体域模型；

模拟轮胎滑水过程：模拟轮胎充气加载过程，通过Standard k-epsilon湍流模型计算流体运动，通过流体逐渐加速冲击轮胎模拟轮胎滑水流固耦合过程，得出轮胎滑水速度。

2.根据权利要求1所述的轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，还包括网格划分和边界条件的定义；对轮胎、路面和流体域模型分别定义材料属性，定义轮胎-路面接触算法，对轮胎、路面和流体域模型分别网格划分和边界条件定义。

3.根据权利要求2所述的轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，所述轮胎-路面接触算法为：所述轮胎胎面作为接触面，所述路面作为目标面；所述轮胎-路面接触定义为库伦摩擦模型，摩擦系数定义为真实的路面摩擦系数；在仿真过程中轮胎-路面间的距离始终维持在预设范围内；所述轮胎和路面边界条件为：所述路面为固定约束；在所述轮胎内表面施加额定气压；在所述轮胎的轮辋处施加额定载荷，并允许轮辋沿法向运动；轮胎胎面为流固耦合面；所述流体域模型网格划分采用补片协调的四面体网格划分。

4.根据权利要求2所述的轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，所述流体域模型的边界条件定义具体为：在所述流体域模型上确定速度入口、压力出口和壁面，所述速度入口处定义流体的运动，流体的运动形式为：在所述轮胎充气、加载过程中流体流速度为零，待所述轮胎充气加载稳定后流体流逐渐加速并趋于稳定。

5.根据权利要求1所述的轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，所述模拟轮胎充气加载过程具体为：定义时间步长、总时间以及求解类型；在所述轮胎内表面充气加压至额定气压，并保持所述额定气压至分析结束；在轮胎充气至额定气压时，在所述轮胎的轮辋处施加载荷至额定载荷，并保持所述额定载荷至分析结束。

6.根据权利要求1所述的轮胎滑水流固耦合仿真分析方法，其特征在于，轮胎滑水速度的计算方法为：待所述流体域模型与所述轮胎交接面处流体的动压力等于或大于轮胎所受载荷时，则此状态下流体的流动速度即为轮胎滑水速度。