轮胎对汽车性能影响显著,不仅影响汽车行驶的安全性、经济性和平顺性,而且影响车身、底盘等总成及零部件的寿命。研究轮胎力学特性是汽车轮胎学的核心内容和重点,可以指导轮胎设计者更好地改进轮胎品种、改善轮胎结构、优化轮胎设计、提高轮胎性能。因此,轮胎力学特性的研究具有重大的现实意义。轮胎力学特性可以分为静态特性和动态特性。从轮胎的运动状态分类,轮胎动态特性可以分为稳态特性(静力学特性)和非稳态特性。轮胎安装到汽车上后,无论静止还是滚动都存在着轮胎与轮辋及路面的接触,研究轮胎在各种状态下与地面的接触情况,可以预测轮胎在充气和法向负荷下的下沉构型,接地区域胎圈、带柬层的应力和应变以及轮胎接地印痕面积上的接触压力分布等。
本研究以MSC.Marc软件为平台,考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、帘线一橡胶复合材料的各向异性、轮胎大变形导致的几何非线性边界条件,建立子午线轮胎的三维非线性稳态滚动有限元模型,并用PATRAN