轿车子午线轮胎滚动阻力仿真计算及验证.pdfVIP

第 8期 付新华等．轿车子午线轮胎滚动阻力仿真计算及验证 451 轿车子午线轮胎滚动阻力仿真计算及验证 付新华，李 昊，荣英飞，刘肖英，李栋林 (三角轮胎股份有限公司，山东 威海 264200) 摘要：介绍一种基于ABAQUS软件计算滚动阻力的方法。首先提取轮胎静载工况下的应变、应力等接地信息，再结 合胶料的损耗因子计算轮胎温度场分布及滚动阻力。对185／65R14轿车子午线轮胎仿真结果进行了验证 。结果表 明，有 限元分析与试验测得的滚动阻力数值有差距 ，但是变化趋势及幅度基本吻合。该仿真方法可以有效预测结构、胶料调整 对轮胎滚动阻力的影 响。 关键词 ：轿车子午线轮胎 ；能量损失 ；滚动阻力；有 限元分析 中图分类号 ：U463．341．4／．6；0241．82 文献标志码 ：A 文章编号 ：1006—8171(2016)08—0451—04 轮胎滚动阻力是 由空气阻力 、摩擦 以及轮胎 内部的能量损失等组成的一个虚拟力。其中在滚 动过程 中由于材料的滞后特性产生的能量损失 占 绝大部分。目前获得轮胎滚动阻力最有效的方法 是通过滚动阻力试验机进行测试 ，不过测试必须 要制作样胎，如果有多个方案进行验证，那么得到 结果的周期会很长。 滚动工况下的轮胎在有限元 中可 以看作是 图1 滚动 阻力测试示惫 热一构耦合模型，如果建立合适的有限元分析模 转鼓 以80km ·h1的速度带动轮胎匀速滚 型，通过仿真计算得到想要调整 的各个方案 的滚 动 ，约30min后轮胎达到稳定滚动状态，即热稳定 动阻力结果，那么很快就可以优选出合适的调整 状态。此时轮胎动半径保持不变，仪器通过传感 方案，不仅缩短开发周期，还可以降低研发成本 。 器获得此时的动半径 ，从而得到正转 的滚动阻力 本工作基于ABAQUS软件进行静载分析，然 ()，并在正转结束时输出附加损失 (i)，接着进 后获得稳态滚动工况下能量损失，最终得到滚动 行反方 向滚动10min，轮胎达到稳定状态后输出反 阻力数据，考察仿真结果与试验数据的可比性。 转的 和 i，最后将结果相加取均值作为该轮胎的 滚动阻力值，并将进行温度修正的结果作为最终 1 试验测试 的试验数据。 本工作按r…t~iSO28580((轮胎滚动阻力测试方 Cr=Fr L 法》和GB／T29040--2012 《汽车轮胎滚动阻力 试验方法 单点试验和测量结果的相关性》标准应 = (1+贵)一 用测力法进行测试 。转鼓直径 2m；工况 210 式中，为滚动阻力系数；Fl为加载负荷 ；为轮轴 kPa／4000N，测试速度 80km ·h 。 力；R为轮辋直径 ；F1为动半径，即稳定状态下轮轴 首先将试验轮胎充气，在滚动阻力试验室停 中心到转鼓外表面的距离，不是滚动半径。 放3h以上 ，然后将气压调整到210kPa后把轮胎放 滚动阻力测试要获得的是轮胎行驶单位距离