實心橡膠輪胎非線性粘彈性生熱行為和滾動阻力的熱力耦合分析
摘要：基于非線性粘彈性理論和熱力耦合的有限元分析方法研究天然橡膠納米復(fù)合材料制備的實心輪胎的瞬態(tài)溫升行為和滾動阻力特性。熱力耦合分析包含變形分析、熱源分析和熱傳遞分析3個相互關(guān)聯(lián)的步驟。變形分析中,橡膠的超彈性本構(gòu)方程基于單軸拉伸、平面拉伸和等雙軸拉伸試驗數(shù)據(jù),采用100階傅里葉正弦級數(shù)精確地分析輪胎滾動一周的應(yīng)變響應(yīng)歷史數(shù)據(jù);熱源分析中,基于試驗數(shù)據(jù)和自編算法建立熱源與加載應(yīng)變、頻率、溫度以及加載周次間的函數(shù)關(guān)系;熱傳遞分析中,同樣基于試驗數(shù)據(jù)建立橡膠熱學(xué)參數(shù)與溫度的關(guān)系。采用滾動阻力測試儀驗證數(shù)值結(jié)果,證實所提出的算法預(yù)測輪胎滾動阻力和瞬態(tài)溫度分布的可靠性。最后基于參數(shù)化數(shù)值試驗研究不同加載位移和轉(zhuǎn)速條件下熱導(dǎo)率和損耗因子對輪胎溫升和滾動阻力的定量影響。該研究可為高性能輪胎設(shè)計提供理論指導(dǎo)和相關(guān)分析方法。
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輪胎工業(yè)雜志
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