【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及輪胎動力學，尤其涉及一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性仿真方法、設備、介質和程序。
技術介紹
1、輪胎側偏縱滑復合滑移特性是輪胎在側偏和縱向滑動條件下表現出的力學特性。輪胎動力學建模時需要輸入多個工況的側偏縱滑復合滑移特性數據，例如輸入5個負荷，每個負荷4個工況，則需共計20個工況的數據。目前主要通過實測獲得，不僅測試成本高昂，而且測試耗時長。如果對輪胎設計進行優化改善，顯然通過實測的方法難以滿足開發要求。
2、因此需要建立側偏縱滑復合滑移特性仿真模型，一方面可以在一定程度上替代實測，節約產品開發成本，縮短產品開發周期；另一方面滿足車企對于輪胎配套提出的輪胎前期虛擬匹配開發要求。
3、現有技術中，專利技術專利申請（公開號：cn114462282a?公開日：20220510）公開了一種輪胎側傾側偏縱滑穩態特性有限元仿真方法，該方法對側傾側偏縱滑求解采用掃描法，計算一個完整的工況所需時間長，如果有限元仿真模型較為復雜，則計算效率低，仿真成本較高，而且隨著計算時間的增加，網格畸變的概率也隨之增大。申請人專利技術專利申請（公開號：cn117973143a?公開日：20240503）公開了一種輪胎側偏特性有限元仿真方法，該方法將側偏仿真模型文件拆分成多個文件提交計算，避免了長時間計算過程中網格容易發生畸變的問題，仿真精度和仿真效率較高。申請人專利技術專利申請（公開號：cn118278248a?公開日：20240702）公開了一種輪胎縱滑特性有限元仿真方法，該方法將模型文件拆分成多個文件提交計算，進行縱滑特性
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題，本專利技術提供了一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，通過進行有限元前處理、二維充氣和三維加載建模分析、穩態仿真分析、動態側偏縱滑復合滑移特性仿真建模分析、仿真結果提取等步驟，對輪胎側偏縱滑復合滑移特性進行仿真。在動態側偏縱滑復合滑移有限元仿真中采用explicit顯式分析，避免了不收斂問題，輪胎和路面之間的摩擦屬性采用胎面橡膠材料摩擦試驗擬合得到的摩擦模型，并且可以自主靈活選取不同的滑移率值，從而實現高精度和高效率仿真輪胎側偏縱滑復合滑移特性的目的。
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、一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，該方法包括以下的步驟：
4、1）有限元前處理；
5、1.1）繪制材料分布圖；
6、1.2）網格劃分；
7、2）靜態加載分析建模；
8、2.1）二維充氣仿真建模及分析；
9、2.2）進行三維加載仿真建模，設置輪胎中心軸為y軸，路面加載沿z軸方向，將路面旋轉α角度，即為輪胎的側偏角，建立局部坐標系，沿著路面的方向為x’軸，z’軸與z軸方向相反；
10、3）建立兩個steady?state?transport分析步，分析步1給定角速度小于穩態角速度，即制動，分析步2給定角速度大于穩態角速度，即驅動，計算得到隨角速度變化的路面或輪輞參考點的rf1曲線，經線性擬合可得到經過rf1為0時的角速度值，該值即為穩態角速度；
11、4）將穩態角速度代入steady?state?transport分析步，計算得到穩態滾動odb文件，提取輪胎穩態狀態下的下沉量，即可計算得到穩態狀態下的路面信息；
12、5）動態縱滑特性仿真建模及分析；
13、5.1）導入靜態分析中各部件、約束、表面、穩態狀態下路面等信息；
14、5.2）設置車輪和路面的質量和轉動慣量；
15、5.3）設置輪輞和輪胎之間、輪胎和路面之間的摩擦屬性；
16、5.4）進行勻速滾動分析，釋放輪輞參考點5方向即沿y軸旋轉的約束，并施加穩態角速度，其他方向固定，釋放路面參考點x’軸和z’軸方向的約束，其他方向固定，設定氣壓和載荷，給路面水平方向即x’軸方向施加設定的移動速度，并設置歷史變量輸出；
17、5.5）進行側偏縱滑分析，在勻速滾動分析基礎上進行重啟動分析，輪輞參考點和路面參考點保持第一步的約束狀態，保持路面沿x’軸勻速運動，對輪輞參考點的5方向，即繞y軸的輪胎旋轉方向，施加角速度，設置角速度的幅值函數為從0s到t1s時，角速度從穩態角速度漸變到給定的角速度，從t1s到t2s階段，保持角速度不變，設置歷史變量輸出，設輸出時間間隔為t?s，則每秒輸出1/t?個數據；
18、5.6）選定一系列角速度，用自編程序生成一系列側偏縱滑分析input文件；
19、5.7）提交進行批處理求解，對結果采用自編程序進行自動數據提取和后處理。
20、作為優選，所述步驟1）中，對輪胎材料分布圖進行精細網格劃分，區分輪胎各個部件。
21、作為優選，所述步驟2.1）中，所有骨架材料采用rebar模型，其中帶束增加lift方程，通過設計帶束鼓直徑和設計外直徑，計算得到伸長率和帶束半徑。
22、作為優選，所述步驟5.3）中，增加路面和輪胎之間的摩擦模型，摩擦模型中包含滑移速度和接觸壓力參數，設置輪胎和輪輞之間的摩擦系數范圍為0.1到0.5之間。
23、作為優選，所述步驟5.4）中勻速滾動分析計算時間范圍設置為0.05s到0.2s之間。
24、作為優選，所述步驟5.5）中，側偏縱滑分析步計算時間設置t1范圍為0.05s到0.15s之間，t2為0.05s到0.5s之間，歷史變量輸出中，設置輪輞參考點的rf1,?rf2,?rm3,rf3共4個變量，其中rf3用于參考計算過程中載荷是否穩定，t最大設置為0.0025s，即每秒輸出至少400個點。
25、作為優選，所述步驟5.6）中，在選定的滑移率中，需包含最大和最小的滑移率，即臨界值，其余根據實際情況進行選取，每個滑移率對應一個計算文件。
26、作為優選，所述步驟5.7）中，對每個計算結果文件進行數據提取，提取側偏縱滑分析步的時間歷程為最后tls的數據，每個變量共有tl/t個數據點，對這些數據點進行平均即得到該滑移率下對應的變量值，變量值包括rf1,?rf2,?rm3,?rf3等，以滑移率為橫坐標，以變量值rf1（縱向力）為縱坐標繪制點，可得到縱向力隨滑移率變化的散點圖，或按滑移率從小到大的次序用直線或曲線連接，得到縱向力隨滑移率變化曲線圖，同理可繪制得到rf2,rm3等變量值隨滑移率變化的散點圖或曲線圖。
27、進一步，本專利技術還公開了一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性仿真方法，該方法在輪胎側偏縱滑復合滑移特性仿真中進行應用。
28、本專利技術由于采用了上述的技術方案，考慮了輪胎各個部件，各橡膠和骨架材料都進行了精確測量和擬合，采用實測及辨識得到的摩擦模型，使得仿真精度上得到保證，同時通過選取多個不同滑移率下進行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，該方法包括以下的步驟：
2.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟1）中，對輪胎材料分布圖進行精細網格劃分，區分輪胎各個部件。
3.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟2.1）中，所有骨架材料采用rebar模型，其中帶束增加lift方程，通過設計帶束鼓直徑和設計外直徑，計算得到伸長率和帶束半徑。
4.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.3）中，增加路面和輪胎之間的摩擦模型，摩擦模型中包含滑移速度和接觸壓力參數，設置輪胎和輪輞之間的摩擦系數范圍為0.1到0.5之間。
5.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.4）中勻速滾動分析計算時間范圍設置為0.05s到0.2s之間。
6.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.5）中，側偏縱滑分析步計算時間
7.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.6）中，在選定的滑移率中，需包含最大和最小的滑移率，即臨界值，其余根據實際情況進行選取，每個滑移率對應一個計算文件。
8.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.7）中，對每個計算結果文件進行數據提取，提取側偏縱滑分析步的時間歷程為最后tL?s的數據，每個變量共有tL/t個數據點，對這些數據點進行平均即得到該滑移率下對應的變量值，變量值包括RF1,?RF2,?RM3,?RF3等，以滑移率為橫坐標，以變量值RF1為縱坐標繪制點，可得到縱向力隨滑移率變化的散點圖，或按滑移率從小到大的次序用直線或曲線連接，得到縱向力隨滑移率變化曲線圖，同理可繪制得到RF2,?RM3等變量值隨滑移率變化的散點圖或曲線圖。
9.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序以實現權利要求1-8任意一項權利要求所述方法。
10.一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1-8任意一項權利要求所述方法。
...【技術特征摘要】
1.一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，該方法包括以下的步驟：
2.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟1）中，對輪胎材料分布圖進行精細網格劃分，區分輪胎各個部件。
3.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟2.1）中，所有骨架材料采用rebar模型，其中帶束增加lift方程，通過設計帶束鼓直徑和設計外直徑，計算得到伸長率和帶束半徑。
4.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.3）中，增加路面和輪胎之間的摩擦模型，摩擦模型中包含滑移速度和接觸壓力參數，設置輪胎和輪輞之間的摩擦系數范圍為0.1到0.5之間。
5.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.4）中勻速滾動分析計算時間范圍設置為0.05s到0.2s之間。
6.根據權利要求1所述的一種輪胎側偏縱滑復合滑移特性有限元仿真方法，其特征在于，步驟5.5）中，側偏縱滑分析步計算時間設置t1范圍為0.05s到0.15s之間，t2為0.05s到0.5s之間，歷史變量輸出中，設置輪輞參考點的rf1,?rf2,?rm3,?rf3共4個變量，其中rf3用于參考計...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱振華，夏丹華，楊通，金興，俞旻，
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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