【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及輪胎仿真設計，尤其涉及一種輪胎花紋整體剛度計算方法、系統和計算機軟件產品。
技術介紹
1、輪胎花紋是輪胎設計中重要的組成部分，它直接影響車輛的操控性能、磨耗性能、牽引性能和舒適性。特別是在高速行駛或轉彎時，花紋的剛度對輪胎的動態響應有著顯著的影響。當前，輪胎的整體剛度通常通過實驗和模擬分析來獲取，但現有的技術手段只能得到輪胎的整體剛度，而無法對輪胎花紋部分的剛度進行獨立計算。這使得輪胎設計師在花紋結構優化和輪胎性能分析過程中，缺乏足夠的精度和準確性。
2、傳統的輪胎剛度分析方法通常基于簡單的理論模型或經驗公式進行計算。這些方法往往簡化了花紋結構的復雜性，并未充分考慮花紋壓縮狀態下的剛度變化?；y的壓縮狀態與輪胎的實際工作環境密切相關，特別是在輪胎受載荷作用時，花紋的變形和壓縮狀態會顯著影響其剛度。然而，現有的理論分析方法未能充分考慮這一因素，從而導致計算結果的精度較低，并無法準確反映花紋剛度對輪胎整體性能的影響。
3、此外，由于輪胎花紋的復雜性和不規則性，傳統的剛度計算方法難以適應具有復雜花紋的輪胎結構。在傳統分析中，花紋結構常常被簡化為規則的幾何形狀，從而忽略了花紋中的微小結構變化對剛度的影響。盡管，申請人申請的中國專利技術專利（如專利2021116135564、專利2022100923567和專利2022105620611）提出了若干針對輪胎性能的仿真分析方法，但是現有技術手段無法提供準確的花紋剛度評估，限制了輪胎設計的精確性，也影響了輪胎性能的進一步優化。
4、綜上所述，現
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題，本專利技術的目的是提供一種輪胎花紋整體剛度計算方法，該方法提高花紋設計的精度，優化輪胎的綜合性能，并滿足現代汽車行業對輪胎設計和安全性的高要求。
2、為了實現上述的目的，本專利技術采用了以下的技術方案：
3、一種輪胎花紋整體剛度計算方法，包括以下步驟：
4、1)建立具有復雜花紋的輪胎有限元模型，建立花紋節點集合p，以及除花紋之外的輪胎其他部件的節點集合q；
5、2)根據實際氣壓p和載荷d等條件對輪胎進行加載分析，載荷通過路面施加，方向朝向輪胎中心點；
6、3)在步驟2）的基礎上，固定節點集合q的所有自由度的位移，即保持節點集合q的當前位置不變，同時保持施加在路面的載荷不變，使得花紋始終保持受壓狀態；
7、4)在步驟3）的基礎上，對路面施加各個方向的位移，只有花紋節點集合p能夠變形，進行計算，獲得路面的位移和反力之間的關系曲線；
8、5)根據步驟4）獲得的載荷和位移曲線，取曲線零點附近的斜率，以此計算該方向下輪胎花紋的整體剛度ei，其中i代表與滾動方向的角度；
9、6)繪制輪胎剛度與方向之間的關系曲線，提取最大值emax及最小值emin，計算花紋剛度變化比r：
10、r=(emax-emin)/emax×100%；
11、若r值大于預設閾值rc，則表示花紋剛度不符合要求，應調整花紋結構；若r值小于rc，則表示花紋剛度滿足要求。
12、作為優選，所述載荷條件包括實際氣壓p和載荷d。
13、作為優選，所述花紋節點集合p是通過有限元建模得到的輪胎花紋區域的節點集合。
14、作為優選，所述輪胎其他部件的節點集合q包括輪胎的側壁、胎冠、內胎部件的節點。
15、作為優選，所述輪胎的氣壓p為0.5mpa，載荷d為20000n。
16、作為優選，位移的施加方向包括水平方向、垂直方向和斜方向。
17、作為優選，所述花紋剛度變化比r的閾值rc為2%至10%。
18、進一步，本專利技術還提供了一種輪胎花紋整體剛度計算系統，該系統實現所述的方法，包括以下模塊：
19、a)數據獲取模塊，用于獲取輪胎的幾何參數和材料特性；
20、b)模型構建模塊，用于建立輪胎的有限元模型并生成花紋節點集合p與輪胎其他部件的節點集合q；
21、c)加載分析模塊，用于根據實際氣壓p和載荷d對輪胎進行加載分析；
22、d)位移施加模塊，用于對路面施加各個方向的位移，并進行變形計算；
23、e)計算模塊，用于根據載荷和位移曲線計算輪胎花紋的整體剛度，并得出花紋剛度變化比r；
24、f)輸出模塊，用于輸出輪胎花紋剛度結果和評價是否滿足要求。
25、進一步，本專利技術還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序或指令，該計算機程序或指令被處理器執行時實現所述方法。
26、進一步，本專利技術還提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序或指令，該計算機程序或指令被處理器執行時實現所述方法。
27、本專利技術由于采用了上述的技術方案，提供了一種輪胎花紋整體剛度計算方法和系統，通過精確計算輪胎花紋的整體剛度及其變化情況，解決了現有技術中無法獨立計算花紋剛度的問題，并為輪胎結構設計和性能優化提供了有效的技術支持。具體技術效果如下：
28、1、精確計算花紋剛度：本專利技術通過建立具有復雜花紋的輪胎有限元模型，結合實際氣壓、載荷等條件，對輪胎花紋的剛度進行精確計算。該方法能夠考慮花紋壓縮狀態對剛度的影響，從而提供比傳統方法更為準確的花紋剛度數據，避免了傳統方法中由于簡化假設而導致的低精度問題。
29、2、考慮花紋壓縮狀態的影響：本專利技術的計算方法通過固定輪胎非花紋部件的節點自由度，確保花紋始終處于受壓狀態，從而模擬了花紋在實際使用中的受壓變形。這一過程使得計算得到的剛度值更接近實際工況下的花紋剛度，有助于優化花紋設計，提升輪胎性能。
30、3、提高花紋設計精度：通過精確計算花紋剛度及其變化比，本專利技術能夠揭示不同方向花紋剛度變化的情況，進而判斷花紋剛度是否滿足車輛的操控需求。對于剛度波動較大的花紋結構，能夠及時發現并調整，從而改善車輛的操控響應和安全性。
31、4、提供性能評價標準：本專利技術通過繪制輪胎花紋剛度與方向之間的關系曲線，提取最大值和最小值并計算剛度變化比（r），建立了花紋剛度的評價標準。通過設定閾值rc，當花紋剛度變化比r大于設定值時，能夠及時提示調整花紋結構，避免操控響應波動，保障車輛的行駛穩定性和安全性。
32、5、系統化、標準化的計算流程：本專利技術的計算方法通過細化每一步驟，并結合有限元分析等先進技術，提供了一種系統化的輪胎花紋剛度計算方案，具有較強的可操作性和重復性。輪胎設計工程師可依據該方法和系統，精準評估不同花紋結構對輪胎剛度的影響，從而實現更加優化的輪胎花紋設計。
33、6、提高輪胎性能優化的效率：通本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種輪胎花紋整體剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述載荷條件包括實際氣壓p和載荷d。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述花紋節點集合P是通過有限元建模得到的輪胎花紋區域的節點集合。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎其他部件的節點集合Q包括輪胎的側壁、胎冠、內胎部件的節點。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎的氣壓p為0.5MPa，載荷d為20000N。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，位移的施加方向包括水平方向、垂直方向和斜方向。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述花紋剛度變化比R的閾值Rc為2%至10%。
8.一種輪胎花紋整體剛度計算系統，其特征在于，該系統實現權利要求1-7任一項所述的方法，包括以下模塊：
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序或指令，其特征在于，該計算機程序或指令被處理器執行時實現權利要求1-7任一項所述方法。
10.一
...【技術特征摘要】
1.一種輪胎花紋整體剛度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述載荷條件包括實際氣壓p和載荷d。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述花紋節點集合p是通過有限元建模得到的輪胎花紋區域的節點集合。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎其他部件的節點集合q包括輪胎的側壁、胎冠、內胎部件的節點。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎的氣壓p為0.5mpa，載荷d為20000n。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔志博，馬垚，蔣志強，張瑜，王毅，任福君，劉芳，郭磊磊，王劍波，王文卓，田穎，
申請(專利權)人：中策橡膠集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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