[发明专利]一种子午线轮胎结构逆向还原方法

说明书

本发明公开了一种子午线轮胎结构逆向还原方法，包括的步骤：测量轮胎充气外部轮廓；进行轮胎断面材料结构描绘；绘制轮辋曲线和胎面限制曲线；对所获得的轮胎结构图进行网格划分和分配材料；设置轮胎模型的边界条件：设置胎圈部位与轮辋的接触属性和胎面部位与胎面限制线的接触属性；对轮胎进行充气分析；将胎面限制线向轮辋方向移动，直到达到测量所得的轮胎面最高点位置；将仿真完成时的网格导出，去除网格线，即可获得真实轮胎的结构图。解决了由于成品轮胎中存在预应力，当剖开轮胎之后其断面形状发生巨大变化，现有的人工描绘和图像扫描技术无法将其准确还原，无法应用其进行后续性能分析的问题。

技术领域

本发明涉及一种子午线轮胎结构逆向还原方法，属于子午线轮胎结构分析技术领域。

背景技术

子午线轮胎的结构非常复杂，主要包括钢丝或尼龙材料的胎体，若干层具有不同角度钢丝的橡胶-钢丝复合材料带束层，由高强度钢丝紧密排列而制成的钢丝圈，胎面，胎侧，三角胶等10多个部件。轮胎是轴对称几何体，其可由断面绕轮轴旋转一周而成，因此，一般在设计轮胎时，主要设计轮胎的断面材料分布，也称材料分布图。然后，将材料分布图上的部件参数转化为施工表，即每一个部件的几何尺寸。制造过程中包括挤出、压延、裁断、贴合和硫化等工艺，最终获得成品轮胎。

由于生成时施工表时会存在误差，整个工艺流程中橡胶材料都会流动，钢丝材料排列也会发生变化，这导致成品轮胎与设计时的材料分布图不相符。这就需要将成品轮胎剖开，测量实际断面的材料分布，获得成品胎的材料分布图，用以和设计的材料分布图对比，便于分析出现问题的原因。同时，分析竞争对手的产品时也会绘制成品轮胎的材料分布图。

但是，由于成品轮胎中存在预应力，当剖开轮胎之后其断面形状发生巨大变化，现有的人工描绘和图像扫描技术无法将其准确还原，无法应用其进行后续性能分析。

通过测量加仿真的方法能有效的解决这一问题，运用测量手段测量轮胎充气时的胎面轮廓，绘制断面在任意状态下材料分布图，结合有限元仿真方法，可极完美的获得成品轮胎的材料分布图。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即由于成品轮胎中存在预应力，当剖开轮胎之后其断面形状发生巨大变化，现有的人工描绘和图像扫描技术无法将其准确还原，无法应用其进行后续性能分析。进而提供一种子午线轮胎结构逆向还原方法，通过测量和仿真相结合的方法来实现，能够准确的还原其结构，获得准确的材料分布图，以及根据该方法获得的材料分布图。

材料分布图的定义为：包括轮胎的外轮廓形状，内轮廓形状，内部橡胶部件形状，带束层形状等包含轮胎断面几何信息的CAD图形文件。

本发明采用如下技术方案：

一种子午线轮胎材料分布图，通过子午线轮胎结构逆向还原方法，将测量和仿真相结合来实现。

所述分布图包括轮胎的外轮廓形状，内轮廓形状，内部橡胶部件形状，带束层形状等包含轮胎断面几何信息的CAD图形文件。

所述子午线轮胎结构逆向还原方法包括如下步骤：

第一步：测量轮胎充气外部轮廓；

第二步：进行轮胎断面材料结构描绘；

第三步：绘制轮辋曲线和胎面限制曲线；

第四步：对所获得的轮胎结构图进行网格划分和分配材料；

第五步：设置轮胎模型的边界条件：设置胎圈部位与轮辋的接触属性和胎面部位与胎面限制线的接触属性；

第六步：对轮胎进行充气分析；

第七步：将胎面限制线向轮辋方向移动，直到达到测量所得的轮胎面最高点位置；

第八步：将仿真完成时的网格导出，去除网格线，即可获得真实轮胎的结构图。