【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮胎设计，尤其涉及一种胎圈中性面确定方法、应用和计算机程序产品。
技术介绍
1、胎圈损坏是全钢子午线轮胎的主要损坏形式，约占轮胎损坏的30%左右。主要原因是，全钢子午线轮胎胎体为钢丝帘线，胎圈增强部件为钢丝包布，二者刚性远大于橡胶材料，且端点均集中在胎圈部位。轮胎在使用过程中胎圈部位发生变形，在接地区域内，胎圈变形大，内侧受压缩，外侧受拉伸膨胀。由于钢丝材料和橡胶材料刚性差别大，使得轮胎在循环加载工况下，钢丝端点处的橡胶产生应力集中现象直至胎圈发生破坏。
2、为解决胎体反包端点因刚度突变、变形过大导致的轮胎失效问题，国内外轮胎企业做了大量研究，并取得一系列成果，如cn107627790b专利内容中提及一种交叉内置式钢丝增强胎圈的全钢子午线轮，该方法通过增加胎圈材料抵抗胎圈变形；cn218785902u专利介绍了将胎体的反包端点嵌于上三角胶和下三角胶中间的方法，该降低轮胎因子口瞬间扭力过大导致的早期损坏，该方法并未揭示胎体放置位置设计原理。综合来看，目前常用的改善方法有两种：一种是增加胎圈整体刚性，提升胎圈抗变形能力（图1）；另一种是在胎体反包端点位置设置过渡层，通常为纤维帘布或模量较高的橡胶，分散应力（图2）。上述两种方法虽然可以对胎圈故障起到一定的改善左右，但上述方法在实施过程中均要增加材料，使得胎圈部位厚度增大，进而带来胎圈生热高及散热慢的问题，未从根本上解决应力集中现象。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种胎圈中性面
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
3、一种胎圈中性面确定方法，该方法包括以下的步骤：
4、1）材料图网格划分；
5、2）材料分配及属性定义
6、在步骤1）的基础上，将划分好的材料分布图导入有限元分析专用软件中，根据实物断面各部件分布情况对材料分布图进行材料分配及材料属性定义，将断面装配在对应规格轮辋上；
7、3）2d模型计算
8、在步骤2）的基础上，将定义好属性的材料分布图导入到有限元软件中进行边界条件及加载工况设置；
9、4）3d模型计算
10、在2d模型计算完成的基础上，将2d模型绕轮辋转动轴进行周向旋转，得到3d模型；对3d模型进行断面划分，共划分为n个断面；继续定义3d模型的加载载荷、计算输出项；
11、5）数据提取及处理
12、3d模型计算完成后，提取胎圈区域各单元格应变能数据δij，i为断面方向上单元格编号，j为周向上断面编号，对各断面提取的应变能进行累加，得到该单元在一个循环加载周期内总能量eij：
13、eij=；
14、6）中性面确定
15、根据上述方法得到胎圈区域受力平衡的应变能最小的单元格后，将这些单元格进行依次连接，连接线路径即为胎圈区域中性面。
16、作为优选，所述步骤1）中将轮胎材料分布图划分成四边形网格、三角形网格，其中骨架材料基体单元必须保证是四边形网格。
17、作为优选，所述步骤2）中橡胶材料根据材料测试数据拟合情况选择合适的本构模型，骨架材料选择mallow模型。
18、作为优选，所述步骤3）中采用的有限元软件为abaqus。
19、作为优选，所述步骤3）中加载工况设置包括如充气压力和胎圈收缩量。
20、作为优选，所述步骤4）中共划分为74个断面，划分规则如下：将轮胎周向360°共划分为5个区域，区域1、区域2和区域3均为60°，分别等分成12个断面、30个断面、12个断面；区域5和区域6均为90°，分别等分成10个断面。
21、进一步，本专利技术还公开了一种提升轮胎胎圈耐久时间的方法，该方法采用所述的方法获得胎圈中性面，根据中性面位置，调整胎圈区域材料分布，将胎体反包端点及钢包端点设置在中性面处，可提升胎圈耐久时间。
22、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。
23、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。
24、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。
25、本专利技术由于采用了上述的技术方案，将胎圈中性面定义为，轮胎在充气加载工况下，胎圈内侧材料受压应力，胎圈外侧材料受拉应力，那么必然在胎圈的某处区域内材料处于受力平衡状态，既不受压也不受拉。将材料刚性差别大的薄弱点设置在中性面处可最大程度的减小应力集中现象。通过将胎体及钢丝圈端点放置在轮胎胎圈中性面以降低端点橡胶应力，从而改善胎圈问题的方法。
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1.一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：
2.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤1）中将轮胎材料分布图划分成四边形网格、三角形网格，其中骨架材料基体单元必须保证是四边形网格。
3.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤2）中橡胶材料根据材料测试数据拟合情况选择合适的本构模型，骨架材料选择MALLOW模型。
4.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤3）中采用的有限元软件为ABAQUS。
5.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤3）中加载工况设置包括如充气压力和胎圈收缩量。
6.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤4）中共划分为74个断面，划分规则如下：将轮胎周向360°共划分为5个区域，区域1、区域2和区域3均为60°，分别等分成12个断面、30个断面、12个断面；区域5和区域6均为90°，分别等分成10个断面。
7.一种提升轮胎胎圈耐久时间的方法，其特征在于，该方法采用
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1-7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1-7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1-7任意一项权利要求所述方法。
...【技术特征摘要】
1.一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：
2.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤1）中将轮胎材料分布图划分成四边形网格、三角形网格，其中骨架材料基体单元必须保证是四边形网格。
3.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤2）中橡胶材料根据材料测试数据拟合情况选择合适的本构模型，骨架材料选择mallow模型。
4.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤3）中采用的有限元软件为abaqus。
5.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤3）中加载工况设置包括如充气压力和胎圈收缩量。
6.根据权利要求1所述的一种胎圈中性面确定方法，其特征在于，步骤4）中共划分为74个断面，划分规则如下：将轮胎周向360°共划分为5个区域，区域1、区域2和区...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯丹丹，王建兵，张宏，邸晶，吕微雅，周子业，张誉镭，张春生，
申请(专利权)人：中策橡胶集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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