[发明专利]一种胶料模量对轮胎滚动阻力影响程度的分析方法、应用和程序产品

权利要求书

1.一种胶料模量对轮胎滚动阻力影响程度的分析方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

第一步，对轮胎进行静态仿真分析，建立轮胎结构网格几何，赋予材料属性，在轮胎内部边界层施加额定的充气压力，进行二维轴对称充气分析，在充气分析的基础上，使二维轴对称模型旋转一周，生成轮胎三维模型，在距离轮胎表面固定轮胎轮辋，对转鼓施加额定载荷，进行轮胎负载分析，输出胎面部位的应力值和应变值；

第二步，利用程序分别提取第一步中轮胎一周处于相同位置不同角度的单元真实应力和应变值分别记作σ_ij值和ε_ij值，以轮胎周向角度为x值，x以弧度为单位，利用400阶三角级数对σ_ij，ε_ij值进行拟合：

第三步：利用拟合后的参数数据计算橡胶材料单元的在不同方向应力和应变下的能量损耗密度e_ij，tanδ值为橡胶材料的损耗正切，

将应力和应变下的能量损耗密度相加，再乘以单元的体积 V_el，即为单元m的能量损耗W_m：

将橡胶材料单元的能量损耗除以轮胎的周长，即为橡胶材料单元的滚动阻力W，此时的橡胶材料模量记为E₁₀₀,_j，j为部件编号：

r₀由第一步中的计算结果提取，即加载后轮胎轴心到路面的距离；

第四步：将第一步中二维轴对称模型中橡胶材料模量均提高10-30%，即为E_120,j，j为集合编号，然后重复第一步至第三步，获得模量提高10-30%的轮胎橡胶材料单元的滚动阻力，记为w_120,i，i为单元编号；

第五步：计算橡胶材料单元集合的变形指数：

计算不同模量时单元集合的能量损失：

其中i为单元集合j的单元编号，n为单元集合j的所有橡胶单元个数，通过上式计算获得了每个集合的变形指数；

第六步：对变形指数进行细化分解，分为一下三种情况：

1）当m_j0时，此时认为橡胶材料变形处于应变和能量联合控制模式，a_j代表应变控制所占百分比，c_j代表能量控制所占百分比，两者之和为100%，此时求解方程：

由于E_100,j，m_j均为已知，通过以上两式可求得a_j和c_j；

2）当m_j0时，此时认为橡胶材料变形处于应力和能量联合控制模式，b_j代表应力控制所占百分比，c_j代表能量控制所占百分比，两者之和为100%，此时求解方程：

同理可求出b_j和c_j；

3）当m_j=0时，设置a_j，b_j均为0；

第七步：根据计算的a_j，b_j和c_j值判断轮胎中各部件的模量与滚动阻力的关系：

1）当m_j0：a_j0时，此时滚动阻力随模量增大而增大，应降低部件材料模量从而降低滚动阻力，a_j0时，此时滚动阻力随模量增大而减小，应提高部件材料模量从而降低滚动阻力，a_j的绝对值越大材料模量对滚动阻力的影响程度越大；

2）当m_j0：b_j0时，此时滚动阻力损模量增大而减小，应提高部件材料模量从而降低滚动阻力，b_j0时，此时滚动阻力随模量增大而增大，应降低部件材料模量从而降低滚动阻力，bj的绝对值越大材料模量对滚动阻力的影响程度越大；

3）当m_j=0时，此时滚动阻力与模量无关，通过调整材料模量不能影响部件的滚动阻力。