[发明专利]一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法、应用和程序产品

权利要求书

1.一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

第一解析步骤：

1）建立带轮辋轮胎2D轴对称初始模型；

2）为初始模型定义橡胶材料模型及材料物性值；

3）为初始模型定义骨架结构及材料物性值；

3）充气到指定工况气压，进行仿真；

4）根据仿真结果，识别充气后轮胎与轮辋的接触位置，将这些节点设立为节点集RIM-NODES，作为虚拟轮辋的轮廓；

第二解析步骤：

5）在第一解析步骤，轮辋与轮胎最终嵌合位置处，将虚拟轮辋与轮胎的相对位置进行完全约束；

6）在气压为0Kpa的载荷条件下，进行仿真；

7）导出此时轮胎上所有节点的节点坐标，并使用这些节点坐标更新初始模型，生成使用虚拟轮辋的2D轴对称新模型；

第三解析步骤：

8）使用第二解析步骤生成的新模型，作为轮胎初始断面结构模型，并将虚拟轮辋刚体化，设定刚体参考点；

9）根据指定工况进行进一步充气及接地解析。

2.根据权利要求1所述的一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，步骤2）中定义的橡胶材料模型及材料物性值包括：杨氏模量、泊松比、胶料密度和胶料粘弹性系数；步骤3）中定义的骨架结构及材料物性值包括：帘线结构形状、帘线直径、帘线间距和角度。

3.根据权利要求1所述的一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，步骤9）所述的充气及接地解析包括以下步骤：

2D充气解析：

9.1）对虚拟轮辋进行完全约束；

9.2）充气到指定工况气压；

3D接地解析：

9.3）将2D轴对称充气解析的结果传输到3D中，并旋转生成3D轮胎模型；

9.4）建立路面刚体模型，并设定刚体参考点；

9.5）将路面与胎面进行接触设定；

9.6）对路面施加指定工况载荷；

9.7）根据解析需求输出相关物理量。

4.根据权利要求1所述的一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，步骤9）所述的充气及接地解析包括以下步骤：

9.1）将2D轴对称模型旋转生成3D轮胎模型；

9.2）建立路面刚体模型，并设定刚体参考点；

9.3）将路面与胎面进行接触设定；

9.4）对虚拟轮辋进行完全约束；

9.5）充气到指定工况气压；

9.6）对路面施加指定工况载荷；

9.7）根据解析需求输出相关物理量。

5.根据权利要求3或4所述的一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，输出相关物理量包括：位移、应力、应变、接触压力、接触面积、反力和能量密度。

6.根据权利要求1所述的一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法，其特征在于，步骤3）所述的虚拟轮辋的轮廓为节点集RIM-NODES拟合成的曲线段。

7.权利要求1-6任意一项权利要求所述一种使用虚拟轮辋的有限元轮胎仿真快速收敛方法在轮胎有限元仿真中的应用；优选，所述轮胎包括全钢子午胎、半钢子午胎、斜交胎和工程胎。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项权利要求所述方法。