一种轮胎有限元分析自动化建模方法与流程

本发明涉及有限元分析领域，轮胎分析领域，特别涉及一种轮胎有限元分析自动化建模方法。

背景技术：

样胎试验是传统轮胎结构设计常用方法，其消耗大量人力物力，且效率较低，轮胎研发周期长。而轮胎有限元技术在现代轮胎研发设计中起了极其重要的作用，几乎能对轮胎的设计过程到生产过程进行全生命周期分析，其大大缩短了轮胎的开发周期，节约了设计成本。

轮胎有限元分析模型的建立过程非常复杂，需花大量时间进行模型前处理，且专业度要求比较高，不利于在轮胎企业中大范围推广该技术。因而需要发明一种有限元自动化建模方法。

现有的轮胎有限元分析自动化建模方法对模型做了很大的简化，分析功能有限，且分析精度较差。因而亟需提出一套精度较高且对非专业人员操作要求较低的轮胎有限元分析自动化建模方法。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种轮胎有限元分析自动化建模方法，根据轮胎的材料分布图，自动建立轮胎有限元分析模型，其精度较高。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种轮胎有限元分析自动化建模方法，包括如下步骤：

s1：解析轮胎材料分布图，具体如下：

s11：获取轮胎材料分布图；

s12：根据轮胎材料分布图做出轮胎断面帘线图；

s13：将轮胎断面帘线图中的各轮胎断面帘线进行命名，并保存；

s14：提取轮胎材料分布图中独立分布封闭区域，作为轮胎断面橡胶部分；

s15：将各轮胎断面部分橡胶进行命名，并保存；

s2：对各轮胎断面橡胶部分网格划分，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数；

s3：对各轮胎断面帘线网格划分，得出轮胎断面帘线网格的质量指数；

s4：对轮胎断面橡胶部分网格和断面帘线网格质量检查；

s5：轮胎断面接触面建立；

s6：对轮胎有限元分析。

进一步，所述s2具体包括如下步骤：

s21：提取各轮胎断面橡胶部分文件；

s22：建立各轮胎断面部分橡胶的面域；

s23：消除各轮胎断面部分橡胶面域之间的间隙；

s24：设定各轮胎断面部分橡胶面域的网格大小与网格类型；

s25：划分各轮胎断面部分橡胶的网格，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数。

进一步，所述s3具体包括如下步骤：

s31：提取各轮胎断面帘线文件；

s32：设定各轮胎断面帘线的网格大小与网格类型；

s33：划分各轮胎断面帘线的网格，得出轮胎断面帘线网格的质量指数。

进一步，所述s4具体包括如下步骤：

s41：设定轮胎断面部分橡胶的网格和断面帘线的网格标准质量指数；

s42：若s2中得出的轮胎断面部分橡胶网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面部分橡胶的网格标准质量指数，进入s43；否则，跳转s2；

s43：若s3中得出的轮胎断面帘线网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面帘线网格标准质量指数，进入s5；否则，跳转s3。

进一步，所述s5具体包括如下步骤：

s51：重新排列轮胎断面网格的单元和节点顺序；

s52：提取轮胎断面上与路面和轮辋接触处对应的节点编号；

s53：在相应节点处建立接触面。

进一步，所述s6具体包括如下步骤：

s61：设定轮胎分析工况的边界条件；

s62：设定轮胎分析工况的载荷；

s63：轮胎有限元分析。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的轮胎有限元分析自动化建模方法，可以根据轮胎的材料分布图，自动建立轮胎有限元分析模型，其精度较高。

2.本发明所述的轮胎有限元分析自动化建模方法，能使没有经验的技术人员快速熟悉轮胎有限元分析流程，且允许具有一定经验的技术人员在建立轮胎模型过程中自由部分参数。

3.本发明所述的轮胎有限元分析自动化建模方法，能提高企业的研发效率，缩短研发周期，减少研发成本。

附图说明

图1为本发明所述轮胎材料分布图。

图2为本发明所述轮胎断面帘线图。

图3为本发明所述轮胎材料分布图一个独立封闭区域。

图4为本发明所述轮胎断面消除间隙的各部分橡胶的面域。

图5为本发明所述轮胎断面各部分橡胶面域的网格大小。

图6为本发明所述轮胎断面帘线网格大小。

图7为本发明所述轮胎断面接触面。

图8为图7的局部放大图。

图9为本发明所述轮胎有限元分析。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

一种轮胎有限元分析自动化建模方法，包括如下步骤：

s1：解析轮胎材料分布图，具体如下：

s11：获取轮胎材料分布图；

s12：根据轮胎材料分布图做出轮胎断面帘线图；

s13：将轮胎断面帘线图中的各轮胎断面帘线进行命名，并保存；

s14：提取轮胎材料分布图中独立分布封闭区域，作为轮胎断面橡胶部分；

s15：将各轮胎断面部分橡胶进行命名，并保存；

s2：对各轮胎断面橡胶部分网格划分，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数；

s3：对各轮胎断面帘线网格划分，得出轮胎断面帘线网格的质量指数；

s4：对轮胎断面橡胶部分网格和断面帘线网格质量检查；

s5：轮胎断面接触面建立；

s6：对轮胎有限元分析。

所述s2具体包括如下步骤：

s21：提取各轮胎断面橡胶部分文件；

s22：建立各轮胎断面部分橡胶的面域；

s23：消除各轮胎断面部分橡胶面域之间的间隙；

s24：设定各轮胎断面部分橡胶面域的网格大小与网格类型；

s25：划分各轮胎断面部分橡胶的网格，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数。

所述s3具体包括如下步骤：

s31：提取各轮胎断面帘线文件；

s32：设定各轮胎断面帘线的网格大小与网格类型；

s33：划分各轮胎断面帘线的网格，得出轮胎断面帘线网格的质量指数。

所述s4具体包括如下步骤：

s41：设定轮胎断面部分橡胶的网格和断面帘线的网格标准质量指数；

s42：若s2中得出的轮胎断面部分橡胶网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面部分橡胶的网格标准质量指数，进入s43；否则，跳转s2；

s43：若s3中得出的轮胎断面帘线网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面帘线网格标准质量指数，进入s5；否则，跳转s3。

所述s5具体包括如下步骤：

s51：重新排列轮胎断面网格的单元和节点顺序；

s52：提取轮胎断面上与路面和轮辋接触处对应的节点编号；

s53：在相应节点处建立接触面。

所述s6具体包括如下步骤：

s61：设定轮胎分析工况的边界条件；

s62：设定轮胎分析工况的载荷；

s63：轮胎有限元分析。

具体实施方式：

为清楚详细阐述本发明的方法，取轮胎材料分布图如图1所示，具体包括：

s1：解析轮胎材料分布图，具体如下：

s11：获取轮胎材料分布图的iges文件；

s12：根据轮胎材料分布图做出轮胎断面帘线图，如图2所示；

s13：将轮胎断面帘线图中的各轮胎断面帘线进行命名，并保存成iges文件；

s14：提取轮胎材料分布图中独立分布封闭区域(图3为其中一个独立封闭区域)，作为轮胎断面橡胶部分；

s15：将各轮胎断面部分橡胶进行命名，并保存成iges文件。

s2：对各轮胎断面橡胶部分网格划分，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数，具体如下：

s21：提取各轮胎断面橡胶部分iges文件；

s22：建立各轮胎断面部分橡胶的面域；

s23：消除各轮胎断面部分橡胶面域之间的间隙，如图4所示；

s24：设定各轮胎断面部分橡胶面域的网格大小与网格类型，如图5所示；

s25：划分各轮胎断面部分橡胶的网格，得出轮胎断面部分橡胶网格的质量指数。

s3：对各轮胎断面帘线网格划分，得出轮胎断面帘线网格的质量指数，具体如下：

s31：提取各轮胎断面帘线文件；

s32：设定各轮胎断面帘线的网格大小与网格类型，如图6所示；

s33：划分各轮胎断面帘线的网格，得出轮胎断面帘线网格的质量指数。

s4：对轮胎断面橡胶部分网格和断面帘线网格质量检查，具体如下：

s41：设定轮胎断面部分橡胶的网格和断面帘线的网格标准质量指数；

s42：若s2中得出的轮胎断面部分橡胶网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面部分橡胶的网格标准质量指数，进入s43；否则，跳转到s2中第s23步骤，重新设定各轮胎断面部分橡胶面域的网格大小与网格类型；

s43：若s3中得出的轮胎断面帘线网格的质量指数小于或者等于设定的轮胎断面帘线网格标准质量指数，进入s5；否则，跳转s3中第s32步骤，重新设定各轮胎断面帘线的网格大小与网格类型。

s5：轮胎断面接触面建立，具体如下：

s51：重新排列轮胎断面网格的单元和节点顺序；

s52：提取轮胎断面上与路面和轮辋接触处对应的节点编号；

s53：在相应节点处建立接触面，如图7和局部放大如图8所示。

s6：对轮胎有限元分析，具体如下：

s61：设定轮胎分析工况的边界条件；

s62：设定轮胎分析工况的载荷；

s63：轮胎有限元分析，如图9所示。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。