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摘要 : 航空轮胎是飞机与地面唯一的接触部件，承载飞机全部的重量以及飞机起降时的载荷，它的性能直接关系着飞机起降时的安全与否。航空轮胎较普通轿车轮胎通常具有更大的充气内压和载荷，严苛的使用条件决定了航空轮胎复杂的结构和材料。对航空轮胎的力学... 展开航空轮胎是飞机与地面唯一的接触部件，承载飞机全部的重量以及飞机起降时的载荷，它的性能直接关系着飞机起降时的安全与否。航空轮胎较普通轿车轮胎通常具有更大的充气内压和载荷，严苛的使用条件决定了航空轮胎复杂的结构和材料。对航空轮胎的力学研究对轮胎的设计具有很大的帮助，而目前国内轮胎厂商仍主要为汽车轮胎服务，对航空轮胎这一领域涉及不深，因此，对航空轮胎力学场的分析研究具有十分重要的意义。本文主要选用H44.5×16.5-21型航空轮胎为研究对象，绘制该轮胎的二维截面图，详细阐述轮胎结构原理、材料特性；从材料非线性的角度对比分析了橡胶材料的各种本构模型特征，选用Yeoh模型来表征橡胶的力学特性。对轮胎的各种胶料进行单轴拉伸试验以及密度测试试验，以获得橡胶的杨氏模量、泊松比、密度等各项材料参数，获得Yeoh模型的力学参数。对轮胎的二维截面图进行优化，将优化后的CAD图纸导入Hypermesh，在Hypermesh中对橡胶基底及帘线部分分别进行网格的划分和单元类型的选择，建立基于橡胶-帘线复合材料的二维轴对称模型，并生成INP节点信息文件。在INP文件中完成材料的定义，采用rebar模型来表征帘线在橡胶基体中的分布情况。将生成的INP文件导入ABAQUS中，定义载荷及边界条件，完成轮胎充气过程分析。在二维轴对称模型的基础上通过编写INP来完成二维模型旋转生成三维模型以及分析结果的传递，得到三维充气轮胎模型。在INP中定义载荷及边界条件完成三维充气轮胎静载接地分析。本文研究了二维轴对称模型充气后的变形分布规律，获得充气轮胎的断面宽和充气半径，分析充气轮胎各层帘线及橡胶基底所受应力以及橡胶基底部分的应变。着重研究了三维模型在静载充气下的接触应力及接地印痕，对比了额定充气压力下不同静载荷作用及不同充气压力下额定静载荷作用等不同工况。对静载充气轮胎各层帘线所受应力进行了分析，计算了不同充气内压下轮胎的径向刚度。收起

关键词 : 航空轮胎力学性能 Yeoh模型

2. 多工况下子午线轮胎非线性有限元分析

[学位论文] 许喆青岛科技大学 2009年硕士导师: 赵树高共108页

摘要 : 本文以185/70R14C半钢子午线轮胎为例，根据轮胎的实际结构，借助ABAQUS非线性有限元分析软件，充分考虑轮胎的几何非线性、橡胶材料本构关系的非线性、帘线—橡胶复合材料的各向异性以及接触非线性边界条件等因素，建立了轴对称和三维非线性有限元分... 展开本文以185/70R14C半钢子午线轮胎为例，根据轮胎的实际结构，借助ABAQUS非线性有限元分析软件，充分考虑轮胎的几何非线性、橡胶材料本构关系的非线性、帘线—橡胶复合材料的各向异性以及接触非线性边界条件等因素，建立了轴对称和三维非线性有限元分析模型。针对185/70R14C半钢子午线轮胎使用的各种橡胶材料的拉伸测试结果，选用Yeoh模型来表征橡胶材料，并在MARC大型通用有限元分析软件中对材料参数进行拟合；用钢丝帘线等效拉伸应力—应变曲线确定帘线的材料模型和参数。根据轮胎的建模过程，首先模拟了轮胎与轮辋接触的装配过程，然后分析了充气过程，据此预测了轮胎充气后的构形，得到了充气断面宽B'和充气断面直径D'，并与测量值和国家标准进行对比，在国家标准规定误差范围内，验证了建模是合理的。模拟了光面轮胎和带有花纹块轮胎在垂直负荷和标准气压下的静态接地过程，并在此基础上模拟了光面轮胎在不同速度和摩擦系数下自由态滚动过程，得出了轮胎静态接地和自由滚动下的接地印迹、带束层和胎体层的受力情况，分析了不同自由滚动速度和摩擦系数下轮胎角速度的变化，以及不同载荷下轮胎接地面积和接地压力最大值的变化，所得结果符合实际情况。在轮胎自由滚动分析的基础上，通过改变轮胎的侧偏角，研究了轮胎侧偏特性及侧偏侧倾特性，给出了不同侧偏角下轮胎最低断面的变形情况，得到了接地印痕及接地压力的变化，并探讨了不同负荷、气压、摩擦系数对侧向力、回正力矩与侧偏角关系的影响，所得规律与相关文献所述规律相吻合。在光面轮胎和带有花纹块轮胎的接地分析的基础上，通过对刚性地面施加不同方向的力，对轮胎的各种刚度进行了研究，得到了刚度和载荷、气压之间的关系，比较了光面轮胎和带有花纹块轮胎在标准工况下的三种刚度，所得规律与相关文献所述及的相近规格轮胎的实验、仿真曲线或规律相吻合。使用ABAOUS/Explicit模拟了轮胎滚动时的漏气过程：并探索了使用ABAQUS/Explicit对轮胎的侧偏工况进行模拟。收起

关键词 : 子午线轮胎有限元分析 Yeoh模型橡胶材料

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