一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和程序产品技术

本发明专利技术涉及轮胎设计技术领域，尤其涉及一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和计算机程序产品。一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，该方法包括以下的步骤：1）获取轮胎模型变形后的节点坐标信息；2）获取轮胎模型中的单元组成信息；3）获取节点的接地压力或压强信息；4）获取接地节点的坐标极值节点；5）获取接地节点的坐标极值点的相邻节点；6）对接地节点的坐标极值点与相邻节点进行插值，获得接地印痕的长和宽；7）计算接地压力的平均程度。通过以上方法，即可实现轮胎数值模拟接地印痕信息的自动提取，方便与实验测试结果对比及轮胎方案评判。结果对比及轮胎方案评判。结果对比及轮胎方案评判。

【技术实现步骤摘要】
一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和程序产品


[0001]本专利技术涉及轮胎设计
，尤其涉及一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]轮胎是车辆与路面接触的唯一部件，车辆的多种性能是通过轮胎与路面之间面积很小的接地印痕发挥，例如，制动、牵引、转向等，并且轮胎的滚动阻力、噪声和抗磨性能等也与其接地印痕相关，因此，一直以来，接地印痕是轮胎性能评判的首个测试项目，其重要性不言而喻。随着计算机及计算力学的发展，数值模拟技术已成功应用于轮胎性能分析，并已日趋成熟。目前，轮胎性能的数值模拟基本均基于通用商业软件系统，例如Abaqus、Ansys、Marc等，这些商业软件所自带的后处理能够直接方便的获得轮胎接地印痕的面积、接地压力分布云图等信息，但对于轮胎设计工程师而言这些信息不够全面和直观。
[0003]尤其对于接地印痕的长度和宽度等信息很难准确提取，这主要是由于数值模拟计算结果为节点数据，在接地印痕长度方向和宽度方向需要进行插值，即计算结果中具有压力值的最边缘节点A一般不是真正的边缘，而与其相邻的远离接地印痕中心的节点B压力值为0，但其也并非真正的边缘，真正的边缘处于这两个节点中间，如果以A点作为边缘点则提取的接地印痕信息偏小，如果以B点作为边缘点则提取的接地印痕信息偏大。同时，由于轮胎数值模拟模型在周向的网格尺寸较长，在轮胎宽度方向的网格尺寸不一，因工程师的网格划分目标而异，如果手动拾取则会产生较大的误差，不同工程师测量的结果各异，而且，通用数值模拟商业软件处理轮胎接地印痕云图只能提供视觉上的定性感知，无法准确提供定量的参数指标，缺乏统一的标准，不利于性能分析和评判。
[0004]因此有必要专利技术一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，实现轮胎接地印痕信息的快速、准确和规范化提取。

技术实现思路

[0005]为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，实现轮胎接地印痕信息的快速、准确和规范化提取。
[0006]为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0007]一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，该方法包括以下的步骤：
[0008]1)获取轮胎模型变形后的节点坐标信息
[0009]读取轮胎数值模拟结果文件，轮胎模型中与路面可能发生接触的表面节点的节点坐标信息，包括节点编号N
i
，节点的x
i
，y
i
和z
i
坐标值；
[0010]2)获取轮胎模型中的单元组成信息
[0011]主要指轮胎模型中与路面可能发生接触的表面单元组成信息，包括单元编号E
j
，组成表面的4个节点的节点编号，N
j1
，N
j2
，N
j3
，N
j4
；
[0012]3)获取节点的接地压力或压强信息
[0013]读取轮胎模型的数值模拟计算结果文件，获得接地节点的接地压力信息，包括节点编号N
k
，与其对应的接地压力p
k
；
[0014]4)获取接地节点的坐标极值节点
[0015]以路面所在平面为x
‑
y平面，y方向为轮胎接地印痕宽度方向，x方向为轮胎接地印痕长度方向，通过步骤3)可获得接地节点，然后比较接地的x和y坐标，获得x坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作N
xmax
和N
xmin
，以及y坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作N
ymax
和N
ymin
；
[0016]5)获取接地节点的坐标极值点的相邻节点
[0017]对比步骤3)中获得的节点坐标值，找到与步骤4)中N
xmax
和N
xmin
节点在x方向距离最近的点，且其x坐标的绝对值大于N
xmax
和N
xmin
节点的x坐标绝对值，其编号记为N
oxmax
和N
oxmin
，同样，找到与步骤4)中N
ymax
和N
ymin
节点在y方向距离最近的点，其编号记为N
oyma
x和N
oymin
；
[0018]6)对接地节点的坐标极值点与相邻节点进行插值，获得接地印痕的长和宽
[0019]对N
oxmax
和N
xmax
节点进行线性插值，对N
oxmin
和N
xmin
节点进行线性插值，设置真正接地印痕边缘的接地压力值为p
edge
，一般为测试轮胎接地所用设备的分辨率，p
edge
的取值范围为10kpa～50kpa，接地长度L根据下式计算：
[0020][0021]接地宽度W根据下式计算：
[0022][0023]7)计算接地压力的平均程度
[0024]根据步骤3)中的获得的节点数据，以接地压力的变异系数来表征接地压力均匀分布程度，兼顾了不同方案之间的可对比性，以接地压力的变异系数C
p
的计算方法为：
[0025][0026]其中u为接地压力的均值；Cp值越小则接地压力分布越均匀。
[0027]通过以上方法，即可实现轮胎数值模拟接地印痕信息的自动提取，方便与实验测试结果对比及轮胎方案评判。
[0028]进一步，本专利技术还公开了所述的方法在轮胎仿真建模中的应用。
[0029]进一步，本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述方法。
[0030]进一步，本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指
令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法。
[0031]进一步，本专利技术还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法。
附图说明
[0032]图1为本申请技术流程图；
[0033]图2为轮胎模型中与路面可能发生接触的表面及坐标轴示意图；
[0034]图3为轮胎模型中与路面可能发生接触的表面的节点编号及坐标信息；
[0035]图4为轮胎模型中与路面可能发生接触的表面单元组成信息；
[0036]图5节点的接地压力(压强)信息，节点编号与接地压力值；
[0037]图6获取的接地节点的坐标极值节点位置示意图；
[0038]图7获取接地节点的坐标极值点的相邻节点的位置示意图；
[0039]图8为两个不同轮胎的接地压力分布及C
p
值。
具体实施方式
[0040]下面将结合附图对本专利技术做进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：1)获取轮胎模型变形后的节点坐标信息读取轮胎数值模拟结果文件，轮胎模型中与路面可能发生接触的表面节点的节点坐标信息，包括节点编号N
i
，节点的x
i
，y
i
和z
i
坐标值；2)获取轮胎模型中的单元组成信息主要指轮胎模型中与路面可能发生接触的表面单元组成信息，包括单元编号E
j
，组成表面的4个节点的节点编号，N
j1
，N
j2
，N
j3
，N
j4
；3)获取节点的接地压力或压强信息读取轮胎模型的数值模拟计算结果文件，获得接地节点的接地压力信息，包括节点编号N
k
，与其对应的接地压力p
k
；4)获取接地节点的坐标极值节点以路面所在平面为x
‑
y平面，y方向为轮胎接地印痕宽度方向，x方向为轮胎接地印痕长度方向，通过步骤3)可获得接地节点，然后比较接地的x和y坐标，获得x坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作N
xmax
和N
xmin
，以及y坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作N
ymax
和N
ymin
；5)获取接地节点的坐标极值点的相邻节点对比步骤3)中获得的节点坐标值，找到与步骤4)中N
xmax
和N
xmin
节点在x方向距离最近的点，且其x坐标的绝对值大于N
xmax
和N<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志博，程钢，王广毅，胡德斌，郭磊磊，王剑波，黄明新，范凯歌，王丹灵，黄大业，
申请(专利权)人：杭州海潮橡胶有限公司，
类型：发明
国别省市：