[发明专利]一种识别全钢子午线轮胎发生胎圈鼓包位置的有限元分析方法

说明书

本发明提供一种有限元分析方法，旨在于全钢子午线轮胎设计阶段，分析全钢子午线轮胎负载情况下的帘线受力分布，找到胎体反包区域存在的帘线受压缩力区域。实践表明，这种帘线受压缩力区域与轮胎使用过程中出现胎圈鼓包的区域是对应的。因此，本发明给了轮胎设计工作者一个方法，即通过模拟帘线受力找到潜在的轮胎发生胎圈鼓包的位置，为后续设计优化提供了明确的参照和指导，不必须在轮胎实际使用过程中才能确定鼓包位置，才能进行优化改进，节省了成本，也提高了效率。

技术领域

本发明涉及轮胎胎圈鼓包，尤其涉及一种识别全钢子午线轮胎发生胎圈鼓包位置的有限元分析方法。

背景技术

随着轮胎工业的进步，子午线轮胎已经逐步替代斜交轮胎，占据市场主流。然而，因为全钢子午线轮胎的结构特性，下胎侧区域变形大，内部材料分布复杂，存在极大损坏风险，特别是对于重载的全钢子午线轮胎产品，表现尤为突出。

因此，如何识别全钢子午线轮胎使用过程中潜在发生胎圈鼓包的位置，对于轮胎设计工作者而言变得至关重要。现有技术是轮胎设计出来之后，发到市场上使用，如果发生鼓包了，我们知道在这里鼓包了，然后修改设计继续试，麻烦并且造成了极大浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种识别全钢子午线轮胎发生胎圈鼓包位置的有限元分析方法，识别潜在发生胎圈鼓包进而导致爆胎的位置的方法，该方法可以给轮胎设计工作者在优化设计以解决胎圈鼓包问题时，提供明确的参照和指导。

本发明的目的是以下述方式实现的：一种识别全钢子午线轮胎发生胎圈鼓包位置的有限元分析方法，包括以下步骤：

（1）建立轮胎-轮辋-路面的有限元分析模型，以计算轮胎静态加载时的力学行为；

（2）根据模型模拟分析轮胎胎体帘线在负荷状态下的受力分布；

（3）提取轮胎模型中轮胎接地端断面内胎体帘线所受的拉力数值（RBFOR），找到胎体帘线受压缩力作用的区域，即胎体帘线受拉力为负值的区域；

（4）步骤（3）得到的接地端断面内胎体帘线受压缩力区域即为潜在的轮胎发生胎圈鼓包的位置。

所述步骤（1）中，建立轮胎-轮辋-路面的有限元分析模型，包括采用Yeoh橡胶超弹态本构模型，采用Rebar结构模型模拟帘线-橡胶复合材料，轮辋和路面均采用解析刚体模型，采用有限滑移法模拟轮胎与轮辋，轮胎与路面之间的接触。

所述步骤（1）所述的有限元分析模型所包含的轮胎模型，为由二维平面轴对称模型绕轮胎旋转轴以不等角度旋转而成的三维模型，接地区域等分角度小于其他区域，以保证接地区域分析精度。

所述步骤（2）中模拟分析轮胎胎体帘线在实际使用气压、实际使用负荷状态下的受力分布，轮胎加载过程采用固定轮辋，移动路面的方式进行。

所述步骤（2）所述的胎体帘线在负荷状态下的受力分布，为轮胎在负荷状态下，整个圆周上的胎体帘线受力，轮胎加载过程采用固定轮辋，移动路面的方式进行。

所述步骤（3）所述的接地端断面，为利用通过轮胎旋转轴的地面法向平面切割轮胎形成的与地面接触的轮胎横截面。

本发明提供一种有限元分析方法，旨在于全钢子午线轮胎设计阶段，分析全钢子午线轮胎负载情况下的帘线受力分布，找到胎体反包区域存在的帘线受压缩力区域。实践表明，这种帘线受压缩力区域与轮胎使用过程中出现胎圈鼓包的区域是对应的。因此，本发明给了轮胎设计工作者一个方法，即通过模拟帘线受力找到潜在的轮胎发生胎圈鼓包的位置，为后续设计优化提供了明确的参照和指导，不必须在轮胎实际使用过程中才能确定鼓包位置，才能进行优化改进，节省了成本，也提高了效率。

附图说明

图1是本发明的轮胎-轮辋-地面模型。