[发明专利]一种轮胎失效点仿真分析方法、应用、设备和计算机程序产品

说明书

本发明涉及轮胎计算机仿真设计技术领域，尤其涉及一种轮胎失效点仿真分析方法、应用、设备和计算机程序产品。一种轮胎失效点仿真分析方法，该方法包括以下的步骤：1）利用建模软件和仿真软件对轮胎进行建模，为模型材料分布图进行网格划分，赋予材料属性，施加气压与载荷，进行负荷分析；对模型设定角速度，进行滚动分析；得到该模型所有橡胶材料单元的应力、应变、应变能值；2）利用程序对数据进行运算处理，读取仿真模型数据信息，将模型可视化并提供交互功能供使用者选取所需分析单元，得到轮胎失效评价参数。本发明只需进行虚拟仿真建模运算，相较于实物测试更简便低碳环保。对轮胎产品设计优化改进起到指导作用。

技术领域

本发明涉及轮胎计算机仿真设计技术领域，尤其涉及一种轮胎失效点仿真分析方法、应用、设备和计算机程序产品。

背景技术

2021年上半年，全国商用车总产量为273.0万辆，同比增长15.7％；商用车销量为288.4万辆，同比增长20.9％。汽车使人类的交通运输变得高效，而汽车的移动依靠的是轮胎，轮胎是汽车唯一与地面接触的部件，随着信息的互通，轮胎性能和安全性也逐渐被驾驶人所重视。轮胎失效是轮胎性能研究的核心部分之一，轮胎承载和传递车辆与路面的全部作用力，在各种外力作用下，产生复杂的变形。因变形发生摩擦，导致能量损失，产生大量热，使轮胎温度升高，强度降低。轮胎的损坏，除去不可控的路面因素和使用工况，大多为热力耦合的结果。因此，研究轮胎工作情况，掌握轮胎损坏规律，对提高轮胎性能、延长轮胎使用寿命、保障用户人身安全具有重要作用。

目前，对轮胎失效点的测量和评估主要有试验方法和有限元仿真法，试验方法能够大致获得实例结果，但需制作试验轮胎并测试，成本高，周期长，不环保，且无法获得轮胎内部力学特征；有限元仿真法则成本低、周期短，能够直观的获得轮胎的变形和受力状态，便于分析结构和材料对轮胎变形的影响。目前对仿真分析研究主要关注于轮胎整体变形和受力情况，且轮胎作为复合橡胶材料，受力情况十分复杂，应力应变所包含的六个分量数据庞杂，这对轮胎失效分析的指导作用有限，还不能够通过相应指标来分析可能的失效点，进一步实现设计方案的优化。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种轮胎失效点仿真分析方法，该方法实现了对轮胎产品设计方案本身所造成失效点的分析。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种轮胎失效点仿真分析方法，该方法包括以下的步骤：

1)利用建模软件和仿真软件对轮胎进行建模，为模型材料分布图进行网格划分，赋予材料属性，施加气压与载荷，进行负荷分析；对模型设定角速度，进行滚动分析；得到该模型所有橡胶材料单元的应力、应变、应变能值；

2)利用程序对数据进行运算处理，读取仿真模型数据信息，将模型可视化并提供交互功能供使用者选取所需分析单元，得到轮胎失效评价参数；

失效评价参数X定义为：

X＝AΩ+Bλ+CE

式中，ABC分别为权重系数，C为0.2-0.3，A与B为0.1-0.7；

N为仿真模型断面数，Ω₁₁为模型x轴方向应力，Ω₂₂为模型y轴方向应力，Ω₃₃为模型z轴方向应力，Ω₁₂为模型xy平面沿y轴方向的应力，Ω₂₃为模型yz平面沿z轴方向的应力，Ω₁₃为模型xz平面沿z轴方向的应力；