轮胎有限元建模流程

2019-02-13 08:23

有限元建模方法有很多种,目前,轮胎有限元建模主流方法均为参数化建模,即根据网格划分结果得到单元节点信息,编写inp文件,进行程序化参数化建模。

一、网格单元及节点信息导出与处理

Hypermesh作为轮胎有限元分析常用的处理软件,能够建立各种复杂有限元模型,与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。以直接使用CAD几何数据和现存的有限元模型,从而减少附加的冗余数据;能有效定义并输出复杂模型的网格划分单元及节点的三维位置信息、单元类型等信息,为后续导入其他有限元软件进行建模求解提供必需的模型信息。

根据已经完成网格划分结果,可以分别导出不同轮胎截面材料的单元网格及其属性信息。网格单元及节点信息导出界面如图1所示

图片1.png

1 Hyper Mesh 网格单元及节点信息导出

于导出的inp文件仅仅包含所有单元的编号、单元类型和节点的位置信息。可根据ABAQUS的编程规范对其进行整理,如删除多余信息,对同一材料不同类型的网格进行归类整理等,以便接下来的建模。

、轮胎模型inp文件编写

轮胎二维截面进行网格划分后,导出各个单元和节点的位置信息,仅仅包含其三维坐标。建立完整的轮胎三维有限元模型需要以下两

1)建立轮胎二维截面有限元模型。定义带束层和胎体层复合结构表征形式,加入材料属性,加入轮辋信息,定义轮辋轮胎的约束关系和进行初步的充气仿真。

2)建立三维轮胎有限元模型:在二维轮胎有限元模型的基础上,定义二维截面绕轴心旋转360度,得出完整的轮胎三维有限元模型,并模拟轮胎充气、轮胎与路面进行接触和施加垂向载荷。

完整的轮胎有限元模型不仅包括三维模型,还包括对一些必要工况的仿真设定,因此,各个基本的工况有限元仿真inp文件编写,也是建立有限元模型的重要内容

主要包括以下仿真工况

1) 轮胎静力学特性仿真工况

静态接地印迹和五大刚度:径向刚度、纵向刚度、侧向刚度和扭转刚度。

2) 轮胎稳态力学特性仿真工况

自由滚动工况、侧偏工况、侧倾工况、纵滑工况和复合滑移工况等。

3) 轮胎瞬态力学特性仿真工况

侧偏角阶跃工况、侧倾角阶跃工况、复合滑移瞬态工况等。

ABAQUS软件中,inp文件的计算方法介绍

1)可以通过在ABAQUS中操作:fileimportmodle,选择要运行的inp文件。但是 ABAQUS  CAE并不支持所有的关键字命令,所以会出现问题,需要自己修改。

2WINDOWS程序ABAQUS 6.10-1ABAQUS Command→输入“‘inp文件所在盘符’:”→输入“cd inp 文件所在文件夹’”→输入“abaqus job=inp文件名’”,求解器界面如图2所示。

图片2.png

2 ABAQUS Command 求解器界面



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