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Marc模拟汽车轮胎的建模和稳态滚动的方法

作者:Simwe    来源:    发布时间:2013-05-10    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛


材料定义完成后,根据装配的工况和充气的压力定义相应边界条件,本例定义了四个边界条件,如下图所示,其中rubber_left为左下侧装配时的外载荷(通过集中力将轮胎推入轮辋中,本例中轮辋使用刚体模拟),rubber_right为右下侧装配时的外载荷边界条件,sym为结构的对称约束条件,pressure为轮胎充气时的内压2.0bar。

分析完成得到的变形后的轮胎应力分布云图如下所示:

二、模拟轮胎装配和充气过程后扩展得到三维实体模型

首先删除不必要的边界条件,例如二维模型模拟装配的边界载荷以及对称边界条件,保留充气过程对应的内压边界条件,并且保持充气完成时刻的压力,这个过程可以通过定义随时间变化的加载曲线实现,充气过程中压力逐渐上升至目标值,工作过程中压力保持充气结束时的数值,整个变化过程参考时间定义即可.

将模型扩展为三维模型,利用Mentat中提供的二维轴对称模型到三维实体模型的扩展工具(Geormetry & Mesh--Expand--Advanced Expand--Axisymmetric Model To 3D--根据扩展的需求,定义每扩展一次对应的角度Angle以及重复的次数Repetitions,Marc Mentat支持不均匀的网格扩展设置,最多支持圆周方向25种不同的角度扩展方式)进行单元的扩展,扩展后的结构如下图所示:

此时为了确保三维模型继续模拟工作过程时,在初始时刻能够具有装配和充气结束时的变形和应力分布等,需要指定初始条件,选择Mentat中提供的工具,并设置从二维分析结果中获取分析结束时的变形、应力、应变等信息作为三维分析初始时刻的状态定义。

三、模拟三维轮胎模型在路面上承载后的变形和应力分布

在模拟轮胎三维模型在路面受载后的响应之前,需要建立路面模型,并将其设置为刚体,如下图所示,模型中包含了三个接触体,轮胎三维模型对应变形体tire,轮辋边界部位轮廓通过扩展得到三维曲面,指定为刚体rims,路面对应road刚体。考虑轮胎和轮辋以及轮胎和路面的接触关系。本例中轮胎所受载荷通过指定路面的垂直方向移动速度来模拟一段时间后轮胎受到挤压后的变形和应力分布情况,可同时考虑载荷控制的路面对轮胎的挤压作用。

 
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