一种计算橡胶材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和程序产品技术

本发明专利技术涉及轮胎的智能设计技术领域，尤其涉及一种计算橡胶材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和程序产品。本发明专利技术通过上述三个仿真计算结合提出的轮胎橡胶材料滚动的混合变形模型公式可快速获得部件模量对轮胎滚动阻力的影响规律，相比于试验方法能提高效率上百倍，如果轮胎包含10个部件的话，本专利提出方法花费的时间（3个仿真计算）相较于纯仿真方法（50个仿真计算）也至少能够提高17倍，可为快速确定合理的部件模量提供指导，提高开发效率。率。率。

A method, application and program product for calculating the influence of rubber material modulus on tire rolling resistance

【技术实现步骤摘要】
一种计算橡胶材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和程序产品


[0001]本专利技术涉及轮胎的智能设计
，尤其涉及一种计算橡胶材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法、应用和程序产品。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的普及和高续航里程的需求，加之美国、欧盟、日本和中国轮胎标签法的出台，对轮胎的滚动阻力提出了更高的要求，如何降低滚阻是各个轮胎公司迫切需要解决的关键问题。影响轮胎滚动阻力的因素主要有结构、材料、工况和路面，其中工况和路面属于不可控因素，结构和材料是实现降低滚动阻力的两个主要切入点。结构和材料对轮胎滚动阻力的影响并非独立，不同结构轮胎需要合理的模量匹配才能获得理想的滚阻效果，在轮胎结构基本定型的前提下如何快速获得合理、准确的部件模量关系到产品的开发效率和质量。目前研究材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法主要有实验方法和仿真方法，实验方法需要开发不同模量的材料及制作轮胎，存在周期长、成本高的劣势，仿真方法虽然能够快速获得单个轮胎的滚动阻力，但由于轮胎具有十余个部件，单纯利用仿真方法计算首先要进行DOE，至少需要计算上百个方案，计算量巨大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算橡胶材料模量对轮胎滚动阻力影响的方法，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：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E
100
,
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：将第一步中二维轴对称模型中橡胶材料模量均降低为70
‑
90%，即为E
80,j
，j为集合编号，然后重复第一步至第三步，获得模量为70
‑
90%的轮胎橡胶材料单元滚动阻力，记为 W
80,i
，i为单元编号；第六步：对橡胶材料的滚动阻力根据下式进行分解：
其中a
j
，b
j
，c
j
为系数，Q
j
为单元集合编号为j的滚动阻力，E
j
为单元集合编号为j的材料模量，其中Q
j
的计算方法如下：其中i为单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志博，胡德斌，王剑波，郭磊磊，王毅，李进，王丹灵，张建军，刘芳，
申请(专利权)人：杭州海潮橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：