Page 103 - 《橡塑技术与装备》2025年8期
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测试与分析
TEST AND ANALYSIS
加载旋转试验台，当试验台接触面与轮胎开始产生相 2.5.1 试验方法
对滑移。这样就可以通过测试曲线（记录），得到关系 根据接地方式的不同，刚度的试验方法有平面接
图（转向载荷 - 转向变形）。 地和凸起接地两种。上述四种刚度试验方法属于平面
2.4.2 仿真模拟方法 接地，而包覆刚度的试验方法属于凸起接地。将轮胎
首先，在仿真完径向刚度特性的基础上，模拟气 安装到五刚试验机上，先给轮胎预施加垂向静载荷，
压保持不变，随后将轮辋进行固定，固定路面在除轮 载荷大小为该气压下轮胎最大负荷的 80%，加载完毕
胎横向方向上的位移自由度。旋转路面 10°，模拟得 持压 1 min。固定轮辋，再在轮胎与试验台接触处施
到轮胎的扭转刚度特性。 加向上凸起的负荷，包络块以 1 mm/sec 的速度上升
扭转刚度设备试验结果与仿真分析所得结果详见 至 10 mm。记录测试曲线，即凸起荷重与凸起高度的
图 9。 关系图。
2.5.2 模拟方法
光面轮胎模型的模拟方法与其他刚度有所不同，
在 2D 模型旋转生成 3D 模型过程中，须对轮胎与突起
接触部分的网格做进一步加密处理，以保证仿真计算
的精确度和收敛性。然后完成径向加载，最后抬升突
起块，实现包覆刚度模拟加载。
包覆刚度仿真分析与试验结果如图 11 所示。
图 9 扭转刚度特性仿真与设备实测对比曲线
2.5 第五项包覆刚度特性
汽车乘坐的舒适性，很大程度上取决于轮胎对路
面上小于其印迹的障碍物的包容能力，汽车轮胎把路
面上的凸起包进去的能力。尤其在路面条件不太好的
情况下，良好的轮胎包容特性对降低汽车振动尤为重
要。而包覆刚度特性就可以很好的反映该项能力，包
图 11 包覆刚度特性仿真与设备实测对比曲线
覆刚度示意图详见图 10。
3 结语
本项目以 245/55R18 型子午线轮胎为研究对象
建立轮胎三维非线性有限元模型，在充分考虑轮胎的
几何非线性、材料非线性及接触非线性等因素的基础
上，使用 ABAQUS 软件模拟轮胎装配和充气过程，
全面分析了光面轮胎模型和花纹轮胎模型在五种不同
负荷作用下轮胎的刚度特性。将仿真结果与试验结果
进行对比，总体趋势一致、结果相近。以上结果，说
明了有限元仿真分析方法的有效性。这一项目的完成，
为后续轮胎结构优化和整车性能仿真评价起到了部分
图 10 包覆刚度示意图 借鉴作用。
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