一种免充气轮胎有限元仿真分析与性能优化方法.pptxVIP

汇报人:2024-02-03一种免充气轮胎有限元仿真分析与性能优化方法

目录CONTENCT引言免充气轮胎结构与工作原理有限元仿真分析方法免充气轮胎性能评价指标有限元仿真结果分析与讨论性能优化方法研究与实现实验验证与对比分析结论与展望

01引言

随着汽车工业的快速发展，轮胎作为汽车与路面之间的唯一接触部件，其性能对汽车行驶安全性、舒适性及经济性具有重要影响。免充气轮胎作为一种新型轮胎结构，具有无需充气、防爆、耐磨损等优点，逐渐受到广泛关注。研究免充气轮胎的有限元仿真分析与性能优化方法，对于提高轮胎设计水平、缩短研发周期、降低生产成本等具有重要意义。研究背景与意义

国外研究现状01国外学者在免充气轮胎结构设计、材料选择、制造工艺等方面进行了大量研究，取得了显著成果。同时，有限元仿真技术在轮胎力学性能分析、优化设计等方面得到了广泛应用。国内研究现状02国内对免充气轮胎的研究起步较晚，但近年来发展迅速。国内学者在轮胎结构设计、仿真分析等方面取得了一定成果，但与国外先进水平仍存在一定差距。发展趋势03随着计算机技术的不断发展和有限元仿真技术的不断完善，免充气轮胎的仿真分析与性能优化将更加精确、高效。同时，新材料、新工艺的不断涌现将为免充气轮胎的研发提供更多可能性。国内外研究现状及发展趋势

研究内容研究方法本文研究内容和方法本文旨在研究免充气轮胎的有限元仿真分析与性能优化方法。首先建立免充气轮胎的有限元模型，然后对其进行静力学、动力学仿真分析，最后根据仿真结果对轮胎结构进行优化设计。本文采用有限元仿真软件对免充气轮胎进行建模和仿真分析，通过对比不同结构、材料参数下轮胎的力学性能，找出影响轮胎性能的关键因素，进而提出优化设计方案。同时，本文还将采用实验验证的方法对仿真结果和优化效果进行验证。

02免充气轮胎结构与工作原理

轮胎侧壁轮辐胎面由高弹性、耐磨损的材料制成，如橡胶或聚氨酯，提供良好的支撑和缓冲性能。连接轮胎和轮毂的关键部件，通常采用高强度金属材料制成，确保轮胎的刚性和稳定性。与地面接触的部分，设计有独特的花纹和沟槽，以提高抓地力和排水性能。免充气轮胎结构特点

80%80%100%免充气轮胎工作原理在受到外力作用时，免充气轮胎的侧壁和胎面发生弹性变形，吸收和分散冲击力，保护轮胎和车辆。轮辐和侧壁的协同作用，为轮胎提供稳定的支撑力，确保车辆正常行驶。胎面与地面之间的摩擦力使车辆获得牵引力，保证行驶安全性。弹性变形支撑作用抓地力用车辆工业车辆环保出行特殊用途免充气轮胎应用场景免充气轮胎无需定期充气，减少了能源消耗和二氧化碳排放，符合绿色出行理念。在工厂、仓库等场所，免充气轮胎能够减少因刺破或漏气导致的停工时间，提高工作效率。在恶劣路况和战场环境下，免充气轮胎能够提供良好的通过性和可靠性，降低维修频率。如轮椅、电动自行车等需要轻便、耐用轮胎的领域，免充气轮胎具有广泛应用前景。

03有限元仿真分析方法

有限元法是一种数值分析方法，通过将连续体离散化为有限个单元，对每个单元进行近似求解，再通过单元之间的连接关系组装得到整体解。有限元法基于变分原理，将复杂的偏微分方程问题转化为较简单的代数方程组问题，便于计算机求解。在轮胎有限元仿真中，有限元法可以模拟轮胎在不同工况下的应力、应变和位移等响应，为轮胎性能优化提供数据支持。有限元法基本原理

仿真软件选择与介绍ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，适用于复杂固体力学和结构力学问题的求解，特别适用于轮胎等橡胶制品的仿真分析。ANSYS也是一款广泛应用的有限元分析软件，具有强大的前后处理功能和多物理场耦合分析能力，也可用于轮胎的仿真分析。在选择仿真软件时，需要考虑软件的计算能力、模型处理效率、材料库丰富程度以及用户界面友好性等因素。

轮胎有限元模型包括轮胎本体、轮辋和气体等部分，需要根据实际轮胎结构进行建立。网格划分是有限元分析的关键步骤之一，需要将模型离散化为有限个单元。网格的质量和密度直接影响计算结果的准确性和计算效率。在轮胎有限元仿真中，通常采用四面体网格或六面体网格进行划分。对于复杂结构，还可以采用混合网格划分方法。同时，需要对网格进行质量检查和优化，以确保计算结果的可靠性。模型建立与网格划分

04免充气轮胎性能评价指标

轮胎径向刚度轮胎侧向刚度最大承载负荷承载能力指标表征轮胎在侧向力作用下的变形程度，影响车辆的操控稳定性。轮胎在标准气压下所能承受的最大负荷，是评价轮胎承载能力的重要指标。表征轮胎在垂直方向上的承载能力，与轮胎材料和结构设计有关。

表征轮胎在受到冲击时的能量吸收能力，与轮胎材料和结构有关。轮胎阻尼比轮胎固有频率轮胎动刚度轮胎在受到简谐激励时的振动频率，影响车辆的行驶平顺性。轮胎在动态载荷作用下的刚度特性，与车辆的操控性和舒适性密切相关。03020