[发明专利]用于滚动轮胎的稳定状态模拟的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及滚动轮胎的计算机建模，包括通过有限元分析。

背景技术

执行轮胎的有限元分析所需的计算资源是相当大的。路面上的滚动轮胎的模拟在执行这样的模拟所需的计算资源方面成本特别高。

发明内容

公开用于建模滚动轮胎的装置和方法。将在路面上滚动的轮胎的至少一部分的有限元模型输入有限元分析系统中。所述系统执行指令，所述指令导致所述轮胎或其一部分与所述路面之间的恒定力的施加。在保持所述轮胎上的所述力的同时执行所述路面上的所述模型的有限元分析模拟。替代地，外倾角也被施加到所述轮胎并且在所述模拟的整个过程中被保持。

附图说明

在附图中示出结构和方法，其与下面提供的详细描述一起描述用于模拟稳定状态滚动轮胎的系统和方法的示例性实施例。本领域的普通技术人员将领会单个部件可以设计成多个部件或者多个部件可以设计成单个部件。

此外，在接下来的附图和描述中，相似的部分在图中和书面描述中始终用相同的附图标记相应地指示。图未按比例绘制并且为了便于图示而放大某些部分的比例。

图1示出示例性有限元分析(FEA)处理系统100的方块图。

图2示出由FEA系统100生成的路面202上的滚动轮胎200的模型。

图2A示出由FEA系统100生成的路面202上的具有部分胎面的滚动轮胎200的模型。

图3示出图2中所示的模型轮胎200的等轴视图。

图4示出图2中所示的模型轮胎200的另一等轴视图。

图5A-5C示出FEA模拟期间的轮胎模型500的侧视图。

图6示出在鼓600上滚动的轮胎模型200的模拟。

图7示出识别在平坦路面202上建模的轮胎200具有不同约束的模拟的表。

图8示出识别在鼓600上建模的轮胎200具有不同约束的模拟的表。

图9示出对具有胎面的至少一部分的滚动轮胎200建模的方法。

图10示出由执行方法900的FEA系统100生成的主轴倾覆力矩M_x的示例性输出。

图11示出由执行方法900的FEA系统100生成的主轴对准力矩M_z的示例性输出。

图12示出由执行方法900的FEA系统100生成的滑移角α的示例性输出。

具体实施方式

图1示出示例性有限元分析(FEA)处理系统100的方块图。FEA处理系统100可以包括容纳处理器102和计算机可读介质104的计算装置101。用户接口106、例如键盘、鼠标或其它这样的装置连接到输入控制器108，允许用户与FEA系统100、包括与处理器102和计算机可读介质104交互。输出控制器110可以接收来自输入控制器108、处理器102和/或计算机可读介质104的信息以便通过输出装置112呈现给用户，所述输出装置例如可以采用视频监视器或打印机的形式。计算机可读介质104例如可以采用硬盘驱动器、固态硬盘驱动器或只读存储器(“RAM”)的形式，并且可以将信息提供给FEA处理系统100的任何部件。网络控制器114允许FEA系统100与网络、例如互联网或公司内联网通信。用户输入控制器108、输出控制器110和网络控制器中的一个或多个可以集成到处理器102中。FEA系统100的部件、例如处理器102和计算机可读介质104可以固定到主板116，所述主板例如通过总线118提供各部件之间的连接。

在优选实施例中，FEA系统100通过使用安装在计算机可读介质104上的FEA软件包执行本文中公开的方法，所述软件包具有可以由处理器102执行的指令。当由处理器102执行时，FEA软件包配置成接收轮胎的FEA模型并且执行轮胎模型的FEA分析。FEA模型可以包含轮胎的各种方面，例如胎面设计、轮胎尺寸、轮胎形状、胎面和底层结构(例如带束帘布层)的材料性质和充气水平。当在本文中使用时，术语“胎面”表示在正常负荷下与道路接触的轮胎的部分。FEA模型可以由用户通过用户接口106或通过选择和检索存储在计算机可读介质104上或通过网络可访问的存储装置上的先前构造的模型而引入FEA系统100。处理器102生成呈数据的形式的FEA分析的结果，所述结果被写入并且存储在计算机可读介质104上。由FEA分析生成的数据例如可以显示在输出装置112上，或者可以进一步处理。