基于计算机仿真特性及性能试验技术,应该研究出一条符合市场经济需求的载重车辆轮胎翻新工艺路线,研究的预期翻新轮胎试制样品经过性能模拟对比试验验证,应能进一步加强对胎体的保护,更加安全、环保,胎面和胎体结合更加牢固,不易出现脱层和裂口现象,并且具备耐磨、耐高速、耐切割、耐高温、抗爆能力强及地面抓着能力强等优良综合性能。试制样品通过对比试验测定的性能要求达到同型号新轮胎国家标准指标,行驶里程达到同型号新轮胎里程数,并且轮胎翻新成本不超过同型号新轮胎成本的40%,总成本不超过新轮胎的80%,显著提高翻新轮胎的使用寿命和经济效益,提高市场竞争力。
4 仿真特性及性能试验技术策略
技术策略如下:
(1)深入研究翻新轮胎地面动力学、胎面胶合及失效机理等相关理论,建立翻新轮胎的力学模型,合理选取仿真分析的研究平台;
(2) 在Windows环境下,以三维建模软件Pro/E为图形平台,建立翻新轮胎的三维实体计算机模型;
(3)将翻新轮胎三维实体模型通过专用模型数据转换接口导入ANSYS,给轮胎模型设置实常数、关键选项和各求解控制选项,给定初始条件、边界条件及约束进行求解计算,获得胎面、胎体及胶合面在不同压力场和温度场下的应力应变分布状况;
(4)利用Pro/E建立翻新轮胎的装配模型,将模型通过专用的数据转换接口导入到ADAMS,完成运动约束和运动激励的定义,产生参数化的翻新轮胎模型,获得不同工况下轮胎的速度、加速度、地面反作用力等状况;
(5)依据仿真分析结果,结合橡胶的机械性能,分析影响翻新轮胎质量和寿命的根本原因;
(6) 依据仿真分析结果并结合橡胶分子热动学理论,适当调整轮胎翻新工艺形式,并生产出样品(可与翻新厂合作),建立典型的实验装置,并进行性能对比试验,验证分析结果。
技术路线及试验方案如下:
调研、收集资料及总体方案论证 技术路线: 翻新轮胎地面动力学、胎面胶合及失效机理研究 橡胶热动力学分析及调整翻新工艺形式
是否满足 Y N Y 翻新轮胎动力学模型 Pro/E翻新轮胎三维建模 ANSYS有限元分析 是否满足
求解条件 Pro/E、UG、CATIA、SOLIDWORKS ANSYS、MARC、MSC.SUPERFORM N N Pro/E翻新轮胎整机装配
转换接口 ADAMS、SIMPACK 是否满足 ADAMS动力学仿真
转换接口 生产样品及性能对比试验
Y 撰写报告及鉴定
试验方案:
5 结束语
计算机仿真技术是国际上20世纪80年代迅速发展的一项计算机辅助工程技术,该技术一出现,立即受到了工业发达国家的有关科研机构和企业公司的极大重视,许多著名的制造厂商纷纷将计算机仿真技术引入各自的产品开发,取得了良好的经济效益,本文结合国内外载重车辆翻新轮胎的技术现状,对翻新轮胎仿真特性及性能试验技术进行了初步探讨,所提出的技术策略会在后续工作中得以实施,该研究完成后必将为我国的轮胎翻新行业提供重要的理论参考。
参考文献
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