工程車輛輪胎-土壤接觸有限元模型研究.pdf

1、工程車輛輪胎與土壤相互接觸作用,對工程車輛的平順性、安全性和操縱性能有重要影響。土壤的可壓實性、橡膠超彈材料的高度非線性和輪胎結構的復雜性等因素給研究帶來很大困難。國內相關研究水平與國外還有較大差距。本文圍繞國家自然科學基金項目“基于變形地面的重型工程車輛懸架系統(tǒng)優(yōu)化機理研究50575040”,對工程車輛載重斜交輪胎16/70-20進行靜壓試驗,利用三維非線性有限元軟件ABAQUS/Explicit建立了輪胎與地面接觸三維非線性有限元模

2、型。其主要研究內容和成果如下： 1. 進行工程車輛輪胎與剛性表面接觸靜壓試驗,得到輪胎接地印跡形狀；通過分析試驗結果,研究輪胎接地印跡、輪胎下沉量、徑向剛度與載荷和輪胎胎壓的關系。 2. 研究輪胎16/70-20的幾何結構以及各部分材料本構關系,建立了輪胎三維實體模型；利用有限元軟件Hypermesh及ABAQUS,分別建立了用于輪胎與剛性平面靜態(tài)接觸仿真和穩(wěn)態(tài)滾動輪胎與土壤接觸仿真的輪胎三維有限元模型。 3.

3、研究車輛行駛的土的彈塑性本構模型,利用ABAQUS/Explicit建立用于穩(wěn)態(tài)滾動輪胎接觸仿真的土壤三維有限元模型,將土壤視為彈塑性材料,考慮了由承壓引起的土壤硬化因素。 4. 建立輪胎與剛性平面靜態(tài)接觸三維有限元模型,詳細分析了輪胎與剛性平面接觸過程中,輪胎胎體、胎面花紋、簾布層、緩沖層和胎圈鋼絲的應力,應變及位移變形分布情況；對比各種工況下,輪胎各部分受力、變形與輪胎載荷及胎壓的關系,仿真結果與試驗數據相比較,證明輪胎與剛