[发明专利]一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法、应用、设备和计算机软件产品

权利要求书

1.一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

1）对带花纹沟的轮胎断面材料分布图进行网格划分，然后导入仿真软件；在仿真软件中输入轮胎材料属性及性能参数，建立轮胎单个断面2D有限元分析模型；

2）将带花纹沟的单个断面2D有限元模型绕轮胎中心线旋转360°，得到带纵向花纹的3D轮胎实体模型；

3）获取胎面每个节点的瞬态滑移距离U与剪切力F；计算第i个断面第j个节点的剪切合力，合滑移；

第i个第j个节点的摩擦功为：；

4）建立有限元模型；

5）用磨耗后处理软件将轮胎分成若干个断面，其中n个断面与地面接触，将n个断面摩擦功数值拟合为1个断面；即轮胎断面各节点摩擦功为n个断面的总摩擦功 W_ijf=，该拟合断面的摩擦功即轮胎的摩擦功为W_f=；

6）采用磨耗后处理方法，利用更新后的磨耗轮廓进行接触摩擦行为迭代计算；经过多次迭代，计算经过每一次行驶轮胎胎面的摩擦功分布情况；最终得到轮胎的摩擦功模型。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，步骤1）轮胎材料属性及性能参数包括材料本构特征、力学边界条件、轮胎结构参数、帘线膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，步骤1）橡胶材料选用Yeoh本构模型描述，骨架材料选用Rebar单元定义；橡胶材料的单元类型采用CGAX4H，骨架材料单元类型采用SFMGAX1；轮辋和路面定义为解析刚体，轮胎与轮辋、轮胎与路面分别采用罚函数接触算法。

4.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，步骤2）采用在Abaqus中提取轮胎材料属性及各部件的力学特性信息，给定气压、载荷、加速度等工况条件，进行轮胎充气、加载和滚动分析。

5.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，步骤3）利用Abaqus求解器获取胎面每个节点的瞬态滑移距离U与剪切力F。

6.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面磨耗仿真建模方法，其特征在于，步骤5）采用自适应边界位移法，对每个步长后空间网格进行几何更新；优选，总分析步为1，分10步计算，每次分析步计算完成后，胎面轮廓发生改变，利用改变的轮廓计算摩擦功，再导出新轮廓进行下一个分析步计算，经过多次迭代，具体计算经过每一次行驶轮胎胎面的摩擦功分布情况。

7.根据权利要求1-6任意一项权利要求所述方法在轮胎设计中的应用，优选适用于全钢、半钢子午胎、斜交胎、工程胎等各种轮胎的胎面磨耗行为有限元仿真建模及分析。

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1-6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1-6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1-6任意一项权利要求所述方法。