Abaqus轮胎建模与仿真：胎体帘布反包高度分析

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图1

导读：经市场调研发现，在市场轮胎退赔轮胎占配比中，因胎圈爆破而产生的退配比颇高，约占30%左右。胎圈爆破产生的原因主要是因为在轮胎的构造中，紧挨在一起的胎体帘布层与三角胶、耐磨胶的刚度相差极大，而且在位移趋势上，比较胎体帘布反包线与内侧胎体帘线之间方向相反，故此区域内产生极大的剪切变形，故导致胎圈爆破。

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图3

一、工况描述

此次研究依次取胎体帘布反包高度为0、30、80mm子午线轮胎基于有限元法对对反包端点的主应力、主应变及胎侧变形、下沉量进行研究。

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图4

反包高度为0

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图5

反包高度30

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图6

反包高度80

二、载荷设置

单变量仿真，除胎体帘布的反包高度不同，其余条件相同。

仿真条件如下：

标准充气压强：0.93 MPa
标准负荷为3730 N,稳态滚动线速度为60Km/h。
声腔采用自适应网格划分。

首先对轮胎材料进行定义：

分别对TREAD(胎面) 、BELTSKM(带束胶)、 INNERLINEAR(内衬层）、BEAD(钢丝圈)、RIMCONT(子口护胶)、SIDEWALL(胎侧)、CARCASS(胎体胶)、 BEADF(三角胶)、BELT（带束层）、PLY（帘布层）进行材料属性定义

*Material, name=bead*Density 7.8e-09,*Elastic83000., 0.3*Material, name=carcass*Density 1.1e-09,*Hyperelastic, neo hooke 1.006, 0.02*Material, name=beadf*Density 1.1e-09,*Hyperelastic, neo hooke 0.671, 0.03……………..(后续自行定义)

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图7

其次，进行轮胎截面属性赋予

*属性赋予（实体定义）（定义bead、carcass、beadf、beltskm、innerliner、rimcont、tread、air、）** Section: Section-bead*Solid Section, elset=bead, material=bead………………………. (后续自行定义)

*属性赋予（表面定义加强材）（定义belt1、belt2、ply）** Section: Section-belt1*Surface Section, elset=belt1*REBAR LAYERbelt1_fiber, 0.3318, 1.27,0.0, belt, 68.0……………………………….. (后续自行定义)
再次，轮辋刚体属性定义：

*RIGID BODY, REF NODE=TIRE-RIM（参考点）, ANALYTICAL SURFACE=RIM（刚性解析面）,PIN NSET=NODE_AIR_RIM（声腔中绑定在刚体上的点）
然后，接触对定义：

*TIE,NAME=AIR-TIRE,ADJUST=YESAIR-LINER,TIRE-LINER…………………….. (后续自行定义)
最后，进行充气仿真分析

*STEP,INC = 100, NAME = pressure, NLGEOM=YES 1:  INFLATION*STATIC 0.25, 1.0*BOUNDARY TIRE-RIM, 1, 2 TIRE-RIM, 6, TIRE-SYM, 2, TIRE-SYM, 5,*DSLOA ……………………………. (后续自行定义)
三、主应力、应变分析

当反包端点S11主应力较大时，端点处容易发生横向裂口，故对反包高度为0，30,80mm的反包端点进行S11主应力、应变分析：

基于Abaqus轮胎建模仿真之胎体帘布反包高度分析的图8