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基于abacus有限元的车轮优化设计刘军;陈正江【摘要】针对车轮的特殊使用工况,根据车轮弯曲试验,利用ABAQUS建立有限元模型,通过分析找出问题所在,并进行优化改进,使设计的车轮能满足强度使用要求.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P28-29,39)【关键词】车轮;有限元分析;优化【作者】刘军;陈正江【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230022【正文语种】中文【中图分类】U463.34CLC NO.:U463.34 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-28-03 车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转件，起着承载、转向、驱动、制动等作用，是车辆行驶系统中重要的安全结构部件。
车轮在循环载荷下的承载能力一般都比较低，因此在设计阶段预测车轮的强度有着重要的意义。
计算机辅助工程的应用，为结构强度计算提供了可靠的手段，使设计人员在产品开发的初级阶段就可以进行仿真分析，得出相对可靠的强度预测，缩短开发周期，节省费用。
本文就有限元模型方面展开研究，以汽车车轮的弯曲试验为例，用ABAQUS软件建立精确的有限元模型，得出车轮结构的应力分布，针对应力分布的薄弱环节进行相应的加强和改进。
车轮的强度是通过弯曲试验和径向试验来检验的，实际经验表明，弯曲试验破坏几率远大于径向试验，于是，本文针对弯曲试验，探讨车轮强度的预测方法。
车轮几何形状复杂，在结构突变处容易出现应力集中现象，导致车轮局部应力提高，破坏总是由应力应变最高处起始，沿着一定的结晶面开始扩展，形成裂纹。
因此，应力集中处就是结构破坏的危险处。
结构的强度取决于危险点在应力循环周期内的最大最小应力值，本文的研究方法是根据车轮弯曲试验中的加载和约束边界条件建立车轮的静态线性有限元模型，快速找出结构中的危险点。
基于Abaqus的全钢轮胎接地印痕仿真分析张伟伟，王海艳，任世夺，张永锋，张梦洁[浦林成山（青岛）工业研究设计有限公司，山东青岛266042]摘要：以215/75R22.5和315/70R22.5全钢轮胎为研究对象，通过有限元仿真分析方法模拟轮胎的接地印痕，并量化表征接地印痕形状，将实际测试结果与仿真结果进行了对比。
结果表明：行驶面弧度高和胎冠弧半径都对轮胎接地印痕形状产生影响，不同胎冠弧设计方案的轮胎接地印痕形状差异很大；轮胎接地印痕仿真分析精度满足设计需求，可以用于轮胎设计初期的结构优化，有利于提高轮胎性能和节约开发成本。
关键词：轮胎；接地印痕；仿真；胎冠弧设计；成品轮胎性能中图分类号：TQ336.1；O241.82 文章编号：2095-5448（2021）01-0011-04文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2021.01.0011轮胎是汽车最重要的部件之一，车辆的承载、导向、驱动、加速及制动等性能主要通过轮胎与路面之间的相互作用来实现。
因此研究轮胎与路面之间的接触问题成为轮胎设计过程中必须考虑的因素，而轮胎的接地性能又主要通过接地印痕来体现[1]。
目前国内轮胎企业在产品设计过程中主要通过两种方式获得接地印痕，一是通过静负荷试验对轮胎接地印痕进行拓印，也称为油墨印痕，二是通过压力毯试验。
前者只能获得接地印痕的形状及尺寸等参数，进行简单的主观判断；后者则可以较为精确地得到接地印痕的形状、尺寸以及压力分布曲线。
但这两种方式都只能对成品轮胎的性能进行测试。
随着计算机技术的发展，在轮胎设计的初始阶段，采用有限元方法对轮胎接地印痕进行仿真分析会大幅提高产品开发的效率，同时减少产品研发成本[2-5]。
本工作采用有限元仿真方法对不同胎冠弧设计方案的全钢轮胎进行接地印痕分析，验证接地印痕的有限元仿真精度，并研究胎冠弧设计对接地印痕的影响。
1 研究方法1.1 轮胎接地印痕形状量化轮胎接地印痕形状参数用于定量描述接地印痕的形状，如图1所示。
基于ABAQUS的多工况下轮胎接地特性分析作者：全振强李波王文豪韩霄贝绍轶张兰春顾甜莉茅海剑杭玉迪来源：《江苏理工学院学报》2022年第02期摘要：研究了多工况下轮胎的接地特性。
首先，通过ABAQUS软件搭建了205/55R16子午线轮胎的有限元模型;然后，设计、搭建了有限元轮胎模型验证平台，通过对比二者的径向刚度曲线验证了模型的有效性;最后，通过设置多种仿真工况，研究了不同负载、充气压力、驱动状态以及侧偏角度下轮胎的接地特性。
结果表明：负载越大，轮胎接地面积和接触面应力越大，且应力最大值位于中间纵向沟槽内;胎压越高，轮胎接地面积越小，接触面应力越大，应力最大值逐渐转移至接触中心点;当轮胎由静置转为滚动，接触面积和接触应力均减小，应力最大值位于中间纵向沟槽内，且车速与应力大小无关;加速或制动都会使得接触面应力最大值移至接地印记末端，且应力最大值与角速度呈正相关;接触面应力最大值位置与轮胎侧偏方向相反，与纵向车速方向相同，且接触面应力最大值与侧偏角呈正相关，但接触面横向应力增长会首先趋于饱和。
关键词：子午线轮胎;有限元;多工况;接地特性中图分类号：U463.361文献标识码：A文章编号：2095-7394（2022）02-0063-16轮胎是汽车与地面接触的唯一部件，其性能对汽车行驶安全性、乘坐舒适性和燃油经济性等都有很大的影响[1]。
车轮不仅承载了车身的重量，而且通过轮胎-地面接触面的相互作用，实现了车辆的导向、加速和制动等性能[2];因此，开展轮胎在不同工况下的接地特性研究至关重要。
轮胎的接地特性研究是轮胎领域研究的基石，国内外学者已经就此开展了多项研究。
首先，轮胎接地特性研究可以为轮胎制造提供更好的设计、优化思路。
张伟伟等人[3]通过研究全钢轮胎的接地印痕，认为不同的胎冠弧设计方案对接地印痕的形状影响很大，此结论可以用于轮胎设计初期的结构优化，以提高轮胎的性能。
王琳等人[4]研究了轮胎花纹在不同工况下的接地特性，发现轮胎在侧偏、启动等复杂工况下易发生偏磨，这一结论有助于优化轮胎的花纹结构，以应对复杂工况下轮胎的偏磨现象。
710 轮 胎 工 业2019年第39卷轮胎仿真后处理程序的开发李亚东1，宁卫明2，葛 超1，罗吉良２，李红卫1[1.特拓（青岛）轮胎技术有限公司，山东青岛266061；2.山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东枣庄277300]摘要：以在Abaqus软件中进行的充气轮胎接地印痕有限元仿真为例，开发了专用的后处理桌面程序。
使用该程序进行有限元分析的后处理工作，可以根据需求自动生成分析报告并制作其他分析软件接口的文件，能极大地提升轮胎有限元仿真工作的效率及便捷性。
关键词：轮胎；接地印痕分析；后处理；有限元仿真中图分类号：TQ336.1＋1；O241.82 文章编号：1006-8171（2019）12-0710-03文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2019.12.0710Abaqus是国际公认的大型通用非线性有限元分析软件之一，广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域[1-2]。
Abaqus软件在轮胎行业也有非常广泛的应用，其丰富的材料和单元库为轮胎性能的相关分析提供了非常关键的技术。
由于Abaqus软件的通用性，对于轮胎性能相关分析并没有提供专用的后处理功能，仿真人员在制作自定义的分析报告时，仍需要投入较大的时间成本。
因此本工作以充气轮胎接地印痕仿真为例，提供一种提高Abaqus应用后处理工作效率的程序开发思路。
1 开发工具介绍1.1 Python语言作为目前最流行的开源编程语言之一，Python的简洁性、易用性及高开发效率使其受到越来越多用户的青睐。
Abaqus软件为用户提供了基于Python语言的脚本编程环境，并且在Python原有库函数的基础上进一步扩展，通过调用这些库函数，可绕过Abaqus/CAE界面，直接操纵Abaqus 的内核程序，能够实现快速前处理建模及后处理功能[3-4]。
基于ABAQUS的子午线轮胎的非线性有限元分析一、本文概述随着汽车工业和交通运输业的快速发展，轮胎作为汽车的关键组成部分，其性能与安全性对车辆行驶的稳定性和安全性具有重要影响。
子午线轮胎因其优异的性能，如耐磨、抗爆、抗湿滑等，在现代汽车工业中得到了广泛应用。
然而，子午线轮胎的设计和优化是一个复杂的问题，涉及材料非线性、几何非线性、接触非线性等多种因素。
因此，对子午线轮胎进行精确的非线性有限元分析显得尤为重要。
本文旨在利用ABAQUS这一先进的有限元分析软件，对子午线轮胎进行非线性有限元分析。
我们将介绍ABAQUS软件在轮胎分析中的应用及其优势。
然后，我们将详细阐述轮胎的非线性特性，包括材料非线性、几何非线性和接触非线性等。
接着，我们将介绍如何建立子午线轮胎的有限元模型，包括轮胎的几何建模、材料定义、边界条件设置和接触定义等。
在此基础上，我们将通过具体的案例分析，展示如何利用ABAQUS对子午线轮胎进行非线性有限元分析，并探讨分析结果对轮胎设计和优化的指导意义。
本文的研究不仅有助于深入理解子午线轮胎的非线性特性，为轮胎的设计和优化提供理论支持，同时也为其他类似复杂结构的非线性分析提供了参考和借鉴。
二、ABAQUS软件介绍ABAQUS是一款功能强大的工程模拟软件，广泛应用于各个工程领域的非线性有限元分析。
它以其高效、稳定、精确的特点，成为了工业界和学术界进行复杂结构分析的首选工具。
ABAQUS提供了丰富的材料模型库，支持多种材料类型，包括但不限于金属、塑料、橡胶、复合材料等。
这使得它特别适用于轮胎这种由多种材料组成的复杂结构的分析。
在ABAQUS中，用户可以根据实际需求定义材料属性、设置边界条件、划分网格、选择求解器以及后处理结果等。
特别是在处理轮胎这类橡胶制品的非线性行为时，ABAQUS提供了多种本构模型，如Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型等，以准确模拟橡胶材料的应力-应变关系。
ABAQUS还提供了接触算法，用于模拟轮胎与地面之间的摩擦和接触行为。
