露天煤礦工程輪胎溫度變化的有限元分析計(jì)算

李洪波，王躍旭

(1.神華北電勝利能源有限公司設(shè)備維修中心生產(chǎn)技術(shù)部，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000；2.神華北電勝利能源有限公司機(jī)電信息部，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

0　引　言

輪胎材料的力學(xué)性能會(huì)受到溫度變化的影響，當(dāng)輪胎的力學(xué)性能發(fā)生變化時(shí)，輪胎的強(qiáng)度及剛度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，最終使得輪胎的結(jié)構(gòu)發(fā)生破損。溫度的分布影響輪胎的轉(zhuǎn)向、加減速及防滑等性能,如果輪胎的內(nèi)部溫度達(dá)到輪胎橡膠材料所能承載的最高溫度橡膠材料也會(huì)因輪胎溫度過高而損壞。在早期人們利用實(shí)驗(yàn)的方法來對(duì)滾動(dòng)輪胎的生熱問題進(jìn)行研究，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)只能對(duì)輪胎內(nèi)部的幾個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行溫度測(cè)試,利用實(shí)驗(yàn)的手段不能得到輪胎整體的溫度場(chǎng)分布情況，只能獲得部分區(qū)域的溫度分布信息。在此之后一些學(xué)者利用簡(jiǎn)化的輪胎模型來進(jìn)行解析，以便獲得輪胎的溫度場(chǎng)分布情況，此方法使用的模型過于簡(jiǎn)化，只能獲得半定量或定性的研究結(jié)果，不能夠?qū)⑤喬サ膶?shí)際溫度場(chǎng)準(zhǔn)確的反應(yīng)出來。隨著最近幾年大型商業(yè)軟件的發(fā)展及非線性有限元理論的成熟使得分析輪胎實(shí)際溫度場(chǎng)的分布情況更加精準(zhǔn)。19世紀(jì)80年代初有一些科學(xué)家使用解耦的方式將輪胎的熱力耦合分析分解成熱傳導(dǎo)分析、損耗計(jì)算及變形分析三部分，為早期輪胎溫度場(chǎng)分布的有限元分析奠定了基礎(chǔ)[1-4]。解耦的基本思路為：在計(jì)算能量損耗時(shí)，利用彈性本構(gòu)關(guān)系的變形結(jié)果加上非線性黏彈性模型對(duì)能量的損耗進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算[3]。而在變形分析中則不對(duì)橡膠材料的時(shí)間相關(guān)性及溫度相關(guān)性進(jìn)行考慮，只將黏彈性本構(gòu)關(guān)系替換為彈性本構(gòu)關(guān)系。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)速度及有限元理論都處于初級(jí)階段，在進(jìn)行有限元分析時(shí)的網(wǎng)格都比較粗糙，所以不能夠得到較精準(zhǔn)結(jié)果，但是這種求解分析方法在科學(xué)界還是得到了認(rèn)同，并在后續(xù)得到了推廣應(yīng)用。有一部分科學(xué)家利用了解耦的分析思想，并通過ABAQUS軟件建立了輪胎在進(jìn)行輪轂實(shí)驗(yàn)時(shí)的胎體溫度場(chǎng)分布情況的計(jì)算方案，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反演練法將輪胎側(cè)面的對(duì)流熱交換系數(shù)進(jìn)行了分段確定，同時(shí)對(duì)輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)在不同運(yùn)行速度情況下的變化情況也進(jìn)行了考究。以上的分析工作沒有考慮輪胎所承受的載荷以及輪胎的靜態(tài)氣壓對(duì)溫度場(chǎng)的影響，所以其分析的結(jié)果還需要進(jìn)行進(jìn)一步的論證。

本文利用計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相互驗(yàn)證的方式對(duì)輪胎在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)下的實(shí)際滾動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，并利用解耦的分析計(jì)算方式，根據(jù)輪胎靜態(tài)氣壓及胎側(cè)溫度場(chǎng)的測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行SF31904C卡車30.00R51輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的有限元分析。為了有效驗(yàn)證有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性需要同時(shí)進(jìn)行輪胎轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)內(nèi)部溫度場(chǎng)分布測(cè)試。本文重點(diǎn)分析輪胎的冷態(tài)氣壓及承載載荷等非輪胎自身因素對(duì)輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的影響。

1　轉(zhuǎn)鼓下溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.1　轉(zhuǎn)鼓下溫度場(chǎng)測(cè)試

在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上面開展輪胎溫度場(chǎng)分布試驗(yàn)測(cè)試。實(shí)施方案見表1。實(shí)施方案中的行駛速度是輪胎與輪轂接觸邊緣處的線速度，輪胎在這里處于被動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。為了確保輪胎在試驗(yàn)中的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)能夠達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，將輪胎在不同工礦環(huán)境中的運(yùn)行時(shí)間設(shè)定為2 h。在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中采用紅外熱成像儀對(duì)輪胎的胎側(cè)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄。如圖1所示，將紅外熱成像儀放置在輪轂試驗(yàn)機(jī)的一旁，并將鏡頭對(duì)準(zhǔn)需要測(cè)量溫度的輪胎側(cè)面。同時(shí)，在輪胎的內(nèi)部放置無線胎壓傳感器，對(duì)輪胎內(nèi)部氣壓的變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄。

表1　不同環(huán)境下輪胎溫度場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案

圖1　輪胎轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)原理圖

1.2　輪胎溫度場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)論

輪胎在工作環(huán)境為實(shí)驗(yàn)方案1的情況下胎側(cè)溫度隨時(shí)間變化在輪胎徑向(設(shè)定輪胎圓心為坐標(biāo)原點(diǎn))方向變化情況如圖2所示。由圖2可以看出，當(dāng)輪胎行駛一段時(shí)間以后，輪胎的側(cè)面溫度場(chǎng)的分布只有很小的上下跳動(dòng)，因此能夠認(rèn)為此時(shí)輪胎側(cè)面的溫度場(chǎng)分布已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，在測(cè)試結(jié)果中體現(xiàn)出了當(dāng)徑向坐標(biāo)比1.25 m大的時(shí)候，輪胎側(cè)面的溫度會(huì)呈現(xiàn)較明顯的下降趨勢(shì)。其下降的主要原因是胎面位置與散熱性能較好的轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行接觸，帶走了輪胎表面的部分熱量，同時(shí)由于輪胎在周圍空氣對(duì)流的作用下散發(fā)出一部分熱量，進(jìn)而導(dǎo)致其表面溫度及附近區(qū)域溫度急劇下降。在實(shí)驗(yàn)中的其他幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中輪胎側(cè)面的溫度場(chǎng)分布情況與實(shí)驗(yàn)方案1的情況相似。

在輪胎靜態(tài)氣壓相同的前提下，輪胎在承載不同載荷時(shí)胎側(cè)溫度場(chǎng)變化情況見圖3。在輪胎承載相同載荷的前提下，輪胎在不同靜態(tài)氣壓情況下的胎側(cè)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的變化情況見圖4。由圖3與圖4可以得出：輪胎的承載載荷增加時(shí)輪胎的胎側(cè)穩(wěn)態(tài)溫度上升；輪胎的靜態(tài)氣壓升高時(shí)輪胎胎側(cè)的溫度則下降。造成此現(xiàn)象的主要原因：當(dāng)承載載荷固定時(shí)，輪胎氣壓升高，其運(yùn)行變形降低，能量損耗較少，溫度相應(yīng)降低；在靜態(tài)氣壓不變的情況下，隨著載荷的增加，輪胎運(yùn)行時(shí)變形量增大，輪胎消耗的能量升高，進(jìn)而導(dǎo)致輪胎的溫度升高。

胎腔內(nèi)部氣體的穩(wěn)態(tài)溫度變化情況需要通過間接的方式測(cè)算得出。胎腔內(nèi)部氣體壓力在靜負(fù)載試驗(yàn)中的變化情況見圖5。從圖5可知，胎腔內(nèi)部氣體壓力的變化幾乎不受輪胎承載載荷大小的影響，在進(jìn)行靜負(fù)載實(shí)驗(yàn)時(shí)胎腔內(nèi)部的空氣溫度幾乎是不發(fā)生變化的，通過理想氣體狀態(tài)方程能夠知道輪胎所承載的載荷對(duì)胎腔內(nèi)部氣體體積的影響非常少。在對(duì)輪胎溫度與胎內(nèi)氣壓進(jìn)行實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高胎腔內(nèi)部氣壓變化沒有大于20%，但是在進(jìn)行有限元計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度升高對(duì)胎腔內(nèi)部體積的變化不會(huì)大于1%，這就說明在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)氣壓的改變幾乎不影響輪胎內(nèi)腔體積。所以，在本文中不考慮胎腔體積變化的影響，在計(jì)算胎腔內(nèi)氣體穩(wěn)態(tài)溫度時(shí)直接使用理想氣體狀態(tài)方程，見式(1)。

(1)

式中：T0為輪胎的初始溫度；P0為輪胎的靜態(tài)氣壓；T1為輪胎達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度時(shí)胎腔空氣溫度；P1為輪胎達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度時(shí)胎腔空氣壓力。

在工作環(huán)境為實(shí)驗(yàn)方案1、方案2、方案3時(shí)，設(shè)定相同的靜態(tài)壓力，胎腔內(nèi)部空氣穩(wěn)態(tài)溫度變化情況見圖6；在工作環(huán)境為實(shí)驗(yàn)方案2、方案4、方案5時(shí)，設(shè)定相同的承載載荷，胎腔內(nèi)部空氣溫度與靜態(tài)氣壓關(guān)系見圖7。從圖6與圖7能夠看出，胎腔內(nèi)部空氣穩(wěn)態(tài)溫度的變化規(guī)律與胎側(cè)穩(wěn)態(tài)溫度的變化規(guī)律是相同的，其穩(wěn)態(tài)溫度的變化都是隨著承載載荷的上升而增加，隨著靜態(tài)壓力的升高而降低。

圖2　輪胎胎側(cè)溫度變化

圖3　同靜態(tài)氣壓下胎側(cè)溫度分布

圖4　同承載載荷下胎側(cè)穩(wěn)態(tài)溫度分布

圖5　承載載荷與胎內(nèi)氣壓關(guān)系

圖6　同靜態(tài)壓力下胎內(nèi)空氣溫度變化圖

圖7　相同承載載荷下胎內(nèi)空氣溫度變化圖

為了有效驗(yàn)證后續(xù)有限元的分析結(jié)果，需要探測(cè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)輪胎的內(nèi)部穩(wěn)態(tài)溫度。其測(cè)溫方式為：在進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)前，在輪胎的胎冠、胎肩等部位打多個(gè)小深孔進(jìn)行內(nèi)部溫度測(cè)量，本次試驗(yàn)一共打了6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)分布情況如圖8所示，在0°與180°兩個(gè)輪胎橫截面上分別打3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)(圖8中1(1′)、2(2′)、3(3′))；在輪胎行駛2 h后立即將熱電偶探頭插入實(shí)驗(yàn)前打好的小深孔內(nèi)進(jìn)行孔低溫度測(cè)量。由于測(cè)量迅速，且小孔的直徑很小，可以認(rèn)為此過程不出現(xiàn)能量損失，假定所測(cè)溫度為此時(shí)輪胎內(nèi)腔的穩(wěn)態(tài)溫度。各位置測(cè)得的輪胎內(nèi)部穩(wěn)態(tài)溫度見表2。從表2能夠看出，在兩個(gè)橫截面上對(duì)應(yīng)位置點(diǎn)所測(cè)得的穩(wěn)態(tài)溫度存在差異，但是其差異情況能夠接受。此外，在實(shí)驗(yàn)方案1、方案2、方案3的工作環(huán)境下，測(cè)點(diǎn)的溫度變化受載荷的影響較大；在實(shí)驗(yàn)方案2、方案4、方案5的工作環(huán)境下，2#與3#測(cè)點(diǎn)的溫度隨靜態(tài)氣壓的升高而下降，但是1#測(cè)溫點(diǎn)受靜態(tài)氣壓的影響則比較小。

圖8　輪胎測(cè)溫點(diǎn)示意圖

表2　胎內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)溫度表

實(shí)驗(yàn)方案測(cè)溫點(diǎn)1/℃測(cè)溫點(diǎn)2/℃測(cè)溫點(diǎn)3/℃11'22'33'16058.4545547.347.426365.263.16557.258367.27069.872.36566.746562.169.37163.267.2566.365.155.459.551.552

2　實(shí)驗(yàn)條件下輪胎溫度場(chǎng)的有限元分析

2.1　有限元分析總體思路

本文對(duì)輪胎溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元分析的總體思路見圖9。在視圖中的熱傳導(dǎo)分析及變形分析都使用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行，利用筆者編寫的程序進(jìn)行能量損耗計(jì)算，通過計(jì)算獲取的能量損耗設(shè)定為熱傳導(dǎo)分析的內(nèi)部熱源。

圖9　輪胎溫度場(chǎng)有限元分析總體思路圖

2.2　材料變形計(jì)算

依據(jù)解耦的理念，在進(jìn)行變形模塊分析中不需要考慮材料參數(shù)的時(shí)間相關(guān)性及溫度相關(guān)性，使用超彈性的YEOH本構(gòu)模型作為計(jì)算橡膠材料的計(jì)算模型。在這里假設(shè)橡膠材料是不能被壓縮的，所以YEOH形式的應(yīng)變能函數(shù)見式(2)[5]。

U=C10(I1-3)+C20(I1-3)2+C30(I1-3)3

(2)

為了減少計(jì)算時(shí)間以及降低三維建模的難度，在這里對(duì)輪胎的一些詳細(xì)部分不進(jìn)行分析建模(如標(biāo)志線、防擦線等)，對(duì)輪胎的橫向花紋也不進(jìn)行考慮，只對(duì)輪胎的縱向花紋造成的影響進(jìn)行分析。本文認(rèn)為輪胎的幾何形狀是軸對(duì)稱圖形，所以對(duì)輪胎進(jìn)行有限元建模，并通過此模型來進(jìn)行輪胎充氣過程及裝配過程的分析。進(jìn)行輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)及加載過程的分析，需要將此軸對(duì)稱模型使用ABAQUS軟件自帶的Symmetric Modle Generation功能直接生成輪胎的3D模型。在這里選用8節(jié)點(diǎn)的實(shí)體單元C3D8H作為3D模型中的不可壓縮橡膠材料，選用4節(jié)點(diǎn)的實(shí)體單元CGAX4H作為軸對(duì)稱模型的不可壓縮橡膠材料。使用REBAR單元來對(duì)輪胎的鋼絲圈、胎體層簾線等骨架材料進(jìn)行定義；定義轉(zhuǎn)鼓以及輪輞材料為剛體。在進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，在輪輞的參考點(diǎn)上加載一個(gè)垂直地面的集中，并將轉(zhuǎn)鼓模擬剛體固定；通過加載均布?jí)毫υ谔ンw的內(nèi)表面來模擬胎內(nèi)氣壓。

2.3　輪胎在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)中的滾動(dòng)狀態(tài)驗(yàn)證

有的科學(xué)家在進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)時(shí)，認(rèn)為輪胎是處于自由滾動(dòng)狀態(tài)的，即轉(zhuǎn)鼓與輪胎之間是沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這里使用實(shí)驗(yàn)與計(jì)算相結(jié)合的方式來驗(yàn)證轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)中的滾動(dòng)狀態(tài)。即通過有限元分析獲得轉(zhuǎn)股實(shí)驗(yàn)中各種運(yùn)行環(huán)境里輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，同時(shí)利用轉(zhuǎn)速表分別測(cè)得各種運(yùn)行環(huán)境中輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。按照轉(zhuǎn)鼓的表面粗糙程度以及其材料，在模擬計(jì)算中將轉(zhuǎn)鼓與輪胎間的動(dòng)摩擦因數(shù)設(shè)定為0.5，如果輪胎與轉(zhuǎn)鼓間無切向摩擦力則認(rèn)為此時(shí)輪胎是自由滾動(dòng)的。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度設(shè)定為4.88 rad/s(轉(zhuǎn)鼓邊緣線速度為30 km/h)，記錄不同運(yùn)行環(huán)境下有限元計(jì)算得到的角速度與實(shí)際測(cè)量的角速度，記錄見表3。在表3中對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，計(jì)算與實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)相差不大于2%，所以能夠認(rèn)為輪胎在仿真計(jì)算中是自由滾動(dòng)的。所以在本文中，分析輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)時(shí)也設(shè)定輪胎是自由滾動(dòng)的。

表3　輪胎計(jì)算與實(shí)測(cè)角速度對(duì)比表

2.4　損耗能量分析

在輪胎材料的變形分析過程中，將軸對(duì)稱模型繞中心軸旋轉(zhuǎn)直接生成輪胎的3D模型，這里的3D模型稱為一個(gè)單元環(huán)，軸對(duì)稱模型稱為截面單元，每個(gè)截面單元都能夠生成單元環(huán)。在輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析時(shí)輪胎滾動(dòng)一周的截面單元的應(yīng)力-應(yīng)變加卸載過程用每一個(gè)單元環(huán)沿輪胎周向分布的應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)來代替。再通過傅立葉級(jí)數(shù)將輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)中的非諧變等效應(yīng)力(應(yīng)變)循環(huán)分解成諧波的疊加，見式(3)和式(4)。

(3)

(4)

(5)

式中：δ為黏彈性材料損耗角；ε0為應(yīng)變幅值；σ0為應(yīng)力幅值。

頻率在5 Hz到幾百赫茲時(shí)橡膠材料的損耗角變化很小，因此在進(jìn)行計(jì)算時(shí)對(duì)損耗角的頻率相關(guān)性進(jìn)行考慮。所以可以通過試驗(yàn)獲得的損耗角及傅立葉分解出來的應(yīng)力-應(yīng)變幅值進(jìn)行能量損耗的計(jì)算。整理式(3)～(5)得到式(6)。

(6)

2.5　穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)有限元分析

進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析時(shí)認(rèn)為輪胎處于穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)狀態(tài)，且是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，輪胎各截面分布相同的溫度，所以能夠?qū)⒂邢拊Ｐ徒⒊蔀檩S對(duì)稱模型來進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析，在這里采用與變形分析中一樣的網(wǎng)格[5]。對(duì)輪胎進(jìn)行穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析是存在內(nèi)在熱源的熱傳導(dǎo)問題分析[5]。將其離散成網(wǎng)格，則單元的熱生成率見式(7)。

ξel=ξel/T

(7)

式中：ξel為熱生成率，即單位時(shí)間內(nèi)某個(gè)輪胎截面上一個(gè)單元所損耗的能量；T為輪胎滾動(dòng)一周所需時(shí)間。

在這里應(yīng)用ABAQUS軟件內(nèi)的HETVAL對(duì)其內(nèi)部熱源進(jìn)行定義。將輪輞接觸面、輪胎內(nèi)腔表面、輪胎外表面定義為輪胎結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)邊界，其示意圖如圖10所示。將試驗(yàn)中熱成像儀收集到的數(shù)據(jù)直接離散到胎側(cè)邊界有限元網(wǎng)格的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上去，當(dāng)作溫度的邊界。輪胎內(nèi)腔的環(huán)境溫度是內(nèi)腔氣壓計(jì)算出來的內(nèi)腔氣體穩(wěn)態(tài)溫度。剩余的邊界則用作對(duì)流邊界。

圖10　輪胎熱傳導(dǎo)邊界

2.6　溫度場(chǎng)的分布結(jié)論

本文對(duì)5種不同運(yùn)行環(huán)境下的輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析[6]。第一個(gè)運(yùn)行環(huán)境中的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布情況見圖11。從圖11中可以看出輪胎高溫的集中區(qū)域，其主要是由于橡膠材料的厚度影響熱量的散失，導(dǎo)致輪胎胎冠以及胎肩的熱量不斷積聚穩(wěn)態(tài)溫度要比輪胎其他部位高[7]。輪胎內(nèi)部的6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)穩(wěn)態(tài)溫度情況見圖12，在不同承載載荷情況下內(nèi)部測(cè)溫點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)溫度變化規(guī)律如圖12(a)～(c)所示，在不同靜態(tài)壓力情況下內(nèi)部測(cè)溫點(diǎn)溫度變化規(guī)律如圖12(d)～(f)所示。能夠看出，實(shí)測(cè)的溫度分布情況與有限元的分析結(jié)果相一致，所以這種分析方式具有較高的準(zhǔn)確性[8]。在圖12中能夠看出：測(cè)溫點(diǎn)的溫度隨著承載載荷的增加呈升高的狀態(tài)；測(cè)溫點(diǎn)溫度隨著靜態(tài)氣壓的增加而呈降低的狀態(tài)。造成此現(xiàn)象的主要原因：當(dāng)承載載荷固定時(shí)，輪胎氣壓

升高其運(yùn)行變形降低，能量損耗較少，溫度相應(yīng)降低;在靜態(tài)氣壓不變的情況下，隨著載荷的增加，輪胎運(yùn)行時(shí)變形量增大，輪胎消耗的能量升高，進(jìn)而導(dǎo)致輪胎的溫度升高[9]。

圖11　運(yùn)行環(huán)境1中輪胎溫度場(chǎng)

圖12　不同條件下輪胎測(cè)溫點(diǎn)穩(wěn)態(tài)溫度變化

3　結(jié)　論

本文測(cè)試了輪胎在轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)下的穩(wěn)態(tài)溫度，同時(shí)對(duì)胎側(cè)的穩(wěn)態(tài)溫度分布、內(nèi)部測(cè)溫點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)溫度以及輪胎內(nèi)腔穩(wěn)態(tài)氣壓等情況進(jìn)行了測(cè)量。并使用計(jì)算與實(shí)驗(yàn)共同進(jìn)行的方式對(duì)輪胎在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)中的自由滾動(dòng)無滑移狀態(tài)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。

通過解耦分析的思路，使用ABAQUS軟件對(duì)輪胎在轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)中的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了有限元仿真分析。分析結(jié)果表明其數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)在變化規(guī)律等方面基本一致，說明此方法可用于輪胎穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析。本文還重點(diǎn)對(duì)輪胎靜態(tài)氣壓以及承載載荷等一些外界因素對(duì)溫度場(chǎng)變化的影響。得出結(jié)論：輪胎的穩(wěn)態(tài)溫度隨著承載載荷的增加呈升高的趨勢(shì)；隨著靜態(tài)氣壓的增加而呈降低的趨勢(shì)；而胎冠區(qū)域溫度場(chǎng)變化幾乎不受靜態(tài)氣壓影響。