一种轮胎疲劳寿命评价及预测方法

摘要

本发明提供了一种轮胎疲劳寿命评价及预测方法，包括如下步骤：有限元模型的建立、有限元模型的计算及耐久工况仿真、应变能密度梯度的计算及绘制应变能密度梯度二维矢量图和评价及预测轮胎寿命；本发明通过采用应变能梯度模这一参数作为评价和预测轮胎疲劳寿命的指标，由应变能梯度模的最大值、方向和区域得出轮胎的疲劳寿命、裂纹方向和破坏区域，并建立了应变能梯度模最大值与疲劳寿命的关系式y＝-104ln(x)+302.51，从而能够在轮胎结构材料设计初始阶段给予足够的指导。本发明所述的轮胎疲劳寿命评价及预测方法所需周期短、成本低且预测精度较高，具有广泛的应用前景。

主权项

一种轮胎疲劳寿命评价及预测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)有限元模型的建立：截取轮胎的轮胎断面，所述轮胎断面经打磨处理、扫描后导入CAD，描绘出所述轮胎断面的所有部分，得到几何模型；采用Hypermesh软件对几何模型网格划分，建立有限元模型；(2)有限元模型的计算及耐久工况仿真：采用Abaqus软件对所述有限元模型分析、计算，进行耐久工况仿真；所述耐久工况仿真中静态加载工况的气压、载荷条件均与所述轮胎进行疲劳试验时的气压、载荷相同；(3)应变能密度梯度的计算及绘制应变能密度梯度二维矢量图：从所述有限元模型计算结果中选取不同接地中心断面的节点坐标以及相对应的应变能密度，通过MATLAB编程调用函数语句进行插值计算，得到节点坐标的应变能密度梯度，以此绘制相应接地中心断面应变能密度梯度二维矢量图；(4)评价及预测轮胎寿命：从各接地中心断面所得到的应变能密度梯度二维矢量图中即可比较、确定出应变能梯度模最大值、其方向和区域；则所述应变能梯度模最大值与所述轮胎的疲劳寿命成反比；所述应变能梯度模最大值的方向对应所述轮胎的裂纹方向；所述应变能梯度模最大值的区域对应所述轮胎的破坏区域。