工程車輛輪胎與變形地面相互作用的有限元建模與仿真.pdf

1、關(guān)于工程車輛與地面本身的研究工作，各自領(lǐng)域的學(xué)者、專家已開展了深入的研究，但是將它們作為一個(gè)系統(tǒng)來研究的并不廣泛；隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)工程車輛需求量越來越大，同時(shí)對(duì)工程車輛的要求也越來越高，這就要求對(duì)工程車輛與變形地面的作用作更深入的研究。本文以工程車輛輪胎為研究對(duì)象，利用大型有限元軟件Abaqus建立了變形地面與工程車輛輪胎相互作用的模型，并對(duì)它們之間的相互作用進(jìn)行了詳細(xì)的分析。論文首先以前人研究的成果為基礎(chǔ)，分別對(duì)三維輪胎與地面作了假

2、設(shè)、簡(jiǎn)化，建立了二維輪胎模型和基于Drucker-Prager本構(gòu)的彈塑性地面模型，然后將二維輪胎模型與彈塑性地面模型結(jié)合起來采用接觸搜尋算法建立了工程車輛輪胎與變形地面間的接觸模型。最后對(duì)建好的工程車輛輪胎與變形地面間相互作用模型進(jìn)行了分析。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1．建立了二維輪胎模型?？紤]充氣輪胎的結(jié)構(gòu)力學(xué)，簡(jiǎn)化了輪胎與輪輞接觸的邊界等條件，對(duì)整個(gè)模型作了假設(shè)：將輪胎模型假設(shè)由三個(gè)同心圓環(huán)組成，分別代表胎面、胎體和輪輞。胎

3、面、胎體和輪輞之間的邊界采用ABAQUS中的TIE來處理。 2．建立了二維地面模型?？紤]到汽車輪胎比較迅速地剪切土，使土比較迅速地發(fā)生變化，不涉及“土的固結(jié)”現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)際工況，土的本構(gòu)采用Drucker-Prager準(zhǔn)則來模擬。 3．建立車輛與地面相互作用的模型。在分析車輛與地面接觸作用時(shí)采用單純的主控一從屬(master-slave)接觸算法。輪胎的表面作為主接觸面，地面的表面取為從接觸面，輪胎表面和地面作為一個(gè)接觸

4、對(duì)。 4．利用所建成的模型對(duì)不同剛度的輪胎與同一地面作用、同一剛度輪胎與不同地面作用時(shí)的輪胎變形、地面受力、地面變形、輪胎與地面接觸形狀、地面下沉量進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了在不同情況下輪胎變形、地面受力、地面變形、輪胎與地面接觸形狀、地面下沉量及在垂直方向上的輪胎中心加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)加速度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)均與輪胎的剛度、地面的硬度有關(guān)系；同時(shí)還對(duì)輪胎前進(jìn)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的關(guān)系、不同摩擦系數(shù)下牽引力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系進(jìn)行了分析，得出了輪胎前進(jìn)