機(jī)械彈性車輪溫度場及其影響因素研究.pdf

1、輪胎的熱狀況是影響其使用壽命的關(guān)鍵因素之一。本文以機(jī)械彈性車輪為研究對象，建立合理的有限元模型，利用有限元分析軟件對其力場、穩(wěn)態(tài)溫度場和非穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行研究，并基于穩(wěn)態(tài)溫度場的研究數(shù)據(jù)，建立擬合模型，為結(jié)構(gòu)設(shè)計和選材奠定基礎(chǔ)。具體成果如下：
　　（1）詳細(xì)闡述機(jī)械彈性車輪的結(jié)構(gòu)及工作原理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的簡化，在三維建模軟件CATIA中建立其幾何模型，利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分、材料屬性設(shè)置等前處理工作，然后進(jìn)行靜

2、載分析，并將結(jié)果與理論受力分析的結(jié)果比較，驗證有限元模型的合理性。
　?。?）采用MATLAB語言編制程序，用傅里葉級數(shù)來擬合應(yīng)力、應(yīng)變變化，進(jìn)而計算出穩(wěn)態(tài)溫度場的生熱率，作為內(nèi)熱源，利用ANSYS軟件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)溫度場的有限元分析，得出接地斷面的溫度場分布狀況，得出在車速ν=60k m/h、橡膠材料損耗因子sinδ=0.08、環(huán)境溫度T=22℃的情況下，最高溫度達(dá)到65℃，并分析胎面膠的材料參數(shù)和斷面寬度對穩(wěn)態(tài)溫度場最高溫度的影響。

3、在有限元分析的基礎(chǔ)上，利用多元線性回歸的方法，建立穩(wěn)態(tài)溫度場最高溫度的擬合模型，為機(jī)械彈性車輪結(jié)構(gòu)設(shè)計和胎面膠的初步選擇提供指導(dǎo)。
　?。?）對摩擦生熱進(jìn)行數(shù)值分析，應(yīng)用Hertz接觸理論分析車輪與路面接地情況，根據(jù)摩擦生熱的機(jī)理，推導(dǎo)出胎面溫度的計算公式，為驗證后續(xù)有限元分析的結(jié)果奠定基礎(chǔ)。選擇合適的結(jié)構(gòu)單元，采用ANSYS Workbench與Mechanical APDL聯(lián)合仿真的方法進(jìn)行機(jī)械彈性車輪與路面摩擦生熱的研究，模