橡胶技术网

橡胶工业
CHINA RUBBER INDUSTRY
2004 Vol.51 No.9 P.543-548

 橡胶技术网

加强筋模型在轮胎有限元分析中的应用

Application of rebar model in finite element analysis of tire

尹伟奇　 姚振汉　 薛小香　 李鹏　 洪宗跃　 阙元元　

摘　要：利用MSC.Marc软件建立子午线轮胎的三维非线性有限元模型.采用软件中的加强筋模型模拟轮胎中复杂的多层帘线-橡胶复合材料,直接在前处理中定义轮胎中随位置变化的帘线铺设方向,可以真实地模拟帘线-橡胶复合材料的几何和材料非线性,并且能够合理简化模型,提高计算效率和计算精度.模型中还考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、轮胎大变形导致的几何非线性以及轮胎与轮辋和轮胎与路面的接触非线性边界条件.通过三维非线性有限元分析得到了在充气压力和静负荷作用下子午线轮胎的变形、内部应力分布及接地区压力分布.
关键词：轮胎;非线性有限元分析;帘线-橡胶复合材料;加强筋模型
分类号：TQ336.1 　文献标识码：A
文章编号：1000-890X(2004)09-0543-06

作者简介：尹伟奇(1980-),男,湖南邵阳人,清华大学在读硕士研究生,主要从事计算固体力学的研究.
作者单位：尹伟奇（清华大学,工程力学系,北京,100084）　
　　　　　姚振汉（清华大学,工程力学系,北京,100084）　
　　　　　薛小香（清华大学,工程力学系,北京,100084）　
　　　　　李鹏（北京橡胶工业研究设计院,北京,100039）　
　　　　　洪宗跃（北京橡胶工业研究设计院,北京,100039）　
　　　　　阙元元（北京橡胶工业研究设计院,北京,100039）　

参考文献：

［1］薛小香,姚振汉,李鹏,等.子午线轮胎的轴对称非线性有限元分析[J].橡胶工业,2003,50(5):292-297.
［2］俞淇,周锋,丁剑平.充气轮胎性能和结构[M]. 广州:华南理工大学出版社,1997.
［3］Kim Y,Saleeb A F,Chang T Y P.Implementation of material stiffness coefficients in finite element applications to rubber[J].Tire Science and Technology,1994,22(4):223-241.
［4］Yoeh O H.Characterization of elastic properties of carbon black filled rubber vulcanizates[J]. Rubber Chemistry and Technology,1990,63(5):792-805.
［5］危银涛,杨挺青,杜星文.橡胶类材料大变形本构关系及其有限元方法[J].固体力学学报,1999,20(4):281-189.
［6］Helnwein P,Liu C H,Meschke G,et al.A new 3D-FE-model of cord-reinforced composites application to analysis of automobile tires[J].Finite Elements in Analysis and Design,1993,14:1-16.
［7］Meschke G,Helnwein P.Large-strain 3D analysis of fibre-reinforced composites using rebar element: hyperelastic formulation for cord[J].Computational Mechanics,1994,13(4):241-254.
［8］Herrmann L R.Elasticity equations for incompressible and nearly incompressible[J].AIAA Journal,1965,3:1 896.
［9］王勖成,邵敏.有限单元法[M].北京:清华大学出版社,2003.


出版日期：2004年9月25日