[发明专利]重载子午线轮胎胎体帘线受压模型、分析及设计优选方法

权利要求书

1.一种重载子午线轮胎胎体帘线受压模型，其特征在于，重载子午线轮胎胎体帘线受压模型包括橡胶部件以及位于橡胶部件内的胎体帘线(1)、其他骨架材料部件；

橡胶部件，赋予Marlow模型超弹性属性；

胎体帘线(1)，赋予拉压异性材料属性；

其他骨架材料部件，赋予线弹性各向同性材料属性；

根据胎体帘线(1)的拉压异性材料属性构建受压模型，当胎体帘线(1)材料受到压缩力作用时，受压模型弹性模量为0；当胎体帘线(1)骨架材料受到拉伸力作用时，受压模型弹性模量为正值。

2.如权利要求1所述的重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的分析方法，其特征在于，所述橡胶部件的三角形单元，采用二维轴对称平面单元CGAX3H；

橡胶部件的四边形单元，采用二维轴对称平面单元CGAX4H；

其他骨架材料部件，采用一维线性轴对称加强筋Rebar单元SFMGAX1。

3.一种重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的分析方法，采用如权利要求1-2所述的重载子午线轮胎胎体帘线受压模型，其特征在于，包括如下步骤：

根据重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的物理参数对有限元模型进行隐式静力学仿真计算；重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的边界条件包括最大载荷、充气压强、轮胎半径方向负荷，通过模拟轮胎实际负载的力学状态，给重载条件下工程机械子午线轮胎仿真模型内衬层表面施加与实际轮胎对等的充气压强，并按照轮胎实际使用中的负荷给路面参考点施加轮胎半径方向的集中载荷；通过给路面和轮胎的胎面设置接触属性，使轮胎仿真模型与路面模型发生接触，将轮胎负载通过胎面传递到路面，包括如下小步：

S1：采用SYMMETRIC MODEL GENERATION技术，将二维轴对称轮胎仿真模型转换成三维轮胎仿真模型，在圆周方向，距离路面最近的50°范围内采用每1°生成一层网格的细化网格布局；圆周方向其它位置使用每7°生成一层网格的较粗糙网格布局；

S2：采用SYMMETRIC RESULTS TRANSFER技术，将二维轴对称充气仿真结果传递到三维轮胎仿真模型中，在充气仿真结果基础上给轮胎仿真模型施加半径方向负荷；

S3：采用Abaqus有限元分析软件进行轮胎三维加载仿真分析。

4.一种重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的设计优选方法，采用如权利要求1-2所述的重载子午线轮胎胎体帘线受压模型，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、应变分布结果的获取：包括如下小步：

S11：将重载子午线轮胎胎体帘线受压模型通过指定单元类型、赋予材料属性转变为有限元模型；

S12：对有限元模型仿真分析，获取轮胎三维加载仿真分析结果；

S13：提取轮胎三维加载仿真分析结果中胎体帘线(1)长度方向的应变分布结果；

步骤二、最大压缩应变值的获取：包括如下小步：

将应变分布结果为负值区域定义为胎体帘线(1)的受压区域材料行为(4)，负值的绝对值即为胎体帘线(1)的压缩应变值；应变分布结果中最大压缩应变值(3)所在位置即为圈部空鼓损伤起始点，通过对压缩应变值大小来评价轮胎发生圈部空鼓损伤的难易程度；

步骤三、多组最大压缩应变值的比较：包括如下小步：

重复步骤一至步骤二，得出多组轮胎设计方案的应变分布结果，通过对比应变分布结果中胎体帘线(1)的最大压缩应变值(3)，选取最大压缩应变值(3)最小的设计方案，即为最不容易发生圈部空鼓损伤的设计方案。

5.如权利要求4所述的重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的设计优选方法，其特征在于，所述步骤一的S13小步中，提取轮胎三维加载仿真分析结果中所有胎体Rebar单元的应变LE11，并用分布云图进行展示。

6.如权利要求4所述的重载子午线轮胎胎体帘线受压模型的设计优选方法，其特征在于，所述步骤二中，轮胎发生圈部空鼓损伤的指标为胎体帘线(1)Rebar单元的压缩应变，其物理意义为胎体帘线(1)在负载状态下单位长度的压缩变形，胎体帘线(1)Rebar单元的压缩应变的提取方法。