轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析毕设开题报告
基于ADINA的轮胎力场和温度场研究的开题报告
基于ADINA的轮胎力场和温度场研究的开题报告
一、研究背景
汽车轮胎在行驶过程中，承受着很大的载荷和较高的温度，对其力场和温度场的研究具有重要的意义。
ADINA作为一种常用的FEA软件，在轮胎力学和热学领域也有广泛的应用。
因此，基于ADINA的轮胎力场和温度场研究具有现实意义和科学价值。
二、研究内容
本研究将采用ADINA软件，建立轮胎力学和热学的有限元模型，分析轮胎在行驶过程中的力场和温度场变化情况，具体研究内容包括：
1. 探究轮胎受载过程中的力学特性，包括接地面积、接触压力等，对轮胎的磨损和寿命产生影响的因素进行分析。
2. 分析轮胎在高速行驶过程中的温度分布特性，研究轮胎材料的热传递及其对轮胎性能的影响。
3. 借助ADINA软件的非线性和动态分析功能，分析轮胎在各种路面情况下的受力响应和变形情况。
三、研究意义
1. 对于轮胎制造厂商而言，研究轮胎的力场和温度场分布规律，有助于提高轮胎的设计制造水平，减少轮胎的磨损和寿命，提高轮胎的性能。
2. 对于车辆制造厂商而言，研究轮胎的力场和温度场变化对车辆性能的影响，有助于提高汽车的安全性和稳定性。
3. 对于轮胎力学和热学领域的研究者而言，本研究结果有助于深入了解轮胎的力学和热学特性，为相关领域的研究提供有力的支撑。
轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析毕设开题报告
7、建立三维模型ansys温度场分析
（1）建立有限元模型
（2）施加载荷计算
（3）后处理
（4）提出优化方案
四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明
[1].庄继德.现代轮胎技术 .[M]北京理工大学出版社 2001-03.
[2].庄继德.汽车轮胎学.[M].北京理工大学出版社 1996-02.
②确定技术性能
轮胎类型、规格、层级、帘布层数及胎面花纹型式；最大负荷和相应内压；轮辋规格、尺寸及轮廓曲线；充气外胎外缘尺寸等。
（2）确定骨架材料
①轮胎负荷能力计算
②轮廓设计主要结构参数的选取：模型外直径D和断面宽B的确定；断面水平轴位置确定；行驶面宽度b和弧度高h的确定。
4、胎圈间距的选取
5、 断面高与断面宽之比
（4）轮胎技术可以通过采用从这些纳米级技术到轮胎大小尺寸的复合材料的分层结构来满足各种性能要求，改善性能磨耗滚动阻力、乘坐舒适性、耐磨性等
3、研究方法
（1）有限元法（Finite Element Method）在轮胎设计中的应用
有限元法（finite element method）是一种高效能、常用的数值计算方法。科学计算领域，常常需要求解各类微分方程，而许多微分方程的解析解一般很难得到，使用有限元法将微分方程离散化后，可以编制程序，使用计算机辅助求解。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。基本思想：由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。
基于rebar单元的载重子午胎有限元分析的开题报告
基于rebar单元的载重子午胎有限元分析的开题报告一、研究背景及意义随着人们对轮胎性能的不断追求，越来越多的工程师和研究者开始将有限元分析技术应用于轮胎结构的研究和设计中。
载重子午胎作为一种针对工业和商用车辆设计的特殊轮胎结构，其性能和安全性显得尤为重要。
因此本研究旨在探究基于rebar单元的载重子午胎有限元分析方法，为轮胎制造业提供有价值的技术支持。
二、研究内容与目标本研究以ANSYS有限元软件为工具，构建基于rebar单元的载重子午胎有限元模型，对其进行静态和动态载荷仿真分析，研究其结构响应特性，探究载重子午胎在不同工作状态下的变形和损伤规律，为轮胎设计提供理论依据和实验数据支持。
具体研究内容包括：1、了解载重子午胎的结构和工作原理，分析其常见失效模式和影响因素；2、建立载重子午胎有限元模型，选用合适的rebar单元，考虑材料和几何非线性等因素；3、进行载荷仿真分析，模拟载重子午胎在不同工作状态下的载荷情况，包括轴向、横向、径向等载荷；4、分析载重子午胎在不同工况下的应变、应力、变形情况，探究其在负载作用下的结构响应特性；5、通过对比实验和仿真结果，验证载重子午胎有限元模型的准确性和可靠性。
三、研究方法与流程1、研究方法：本研究采用有限元分析方法，选用ANSYS有限元软件作为仿真工具，以载重子午胎的结构和材料特性为基础，采用rebar单元进行有限元建模，通过载荷仿真分析探究其结构响应特性。
2、研究流程：1）搜集载重子午胎的相关信息，了解其结构和工作原理；2）建立有限元模型，采用rebar单元及其他合适的单元类型，确定材料参数，考虑几何和材料非线性因素；3）进行载荷仿真分析，采用ANSYS软件，模拟载重子午胎在不同工作状态下的载荷情况；4）对仿真结果进行后处理，分析载重子午胎的应变、应力、变形情况，探究其在负载作用下的结构响应特性；5）与实验结果进行对比分析，验证有限元模型的准确性和可靠性。
四、预期研究成果本研究旨在构建基于rebar单元的载重子午胎有限元模型，并进行静态和动态载荷仿真分析，探究其结构响应特性。
毕业设计（论文）开题报告-24535R19子午线轮胎的工艺设计及仿真分析.docx
洛阳理工学院毕业设计（论文）开题报告题目：245/35R19子午线轮胎的工艺设计及仿真分析学生姓名：_____________________班级学号：_______________________指导教师姓名：__________________指导教师职称：____________________2014 年03 月21 B洛阳鰹工旁浣毕业设计（论文）开题报告系（部人材料科学与工程系2014年03月21日（学生填表）子午线轮胎是胎体帘线按子午线方向排列（与胎冠中心线呈90°或接近90°排列），有帘线周向排列或接近周向排列的缓冲层紧紧箍在胎体上的一种新型轮胎⑹。
它是由胎冠、带束层、胎肩、胎侧、帘布层和胎圈组成，并以带束层箍紧胎体，此种轮胎的结构特点是：好，具有较好的乘坐舒适性。
（2）子午线轮胎做有若干层接近周向排列的带束层,带束层具有高强度、不易拉伸等优点，其与子午胎断而呈70°〜78°,承受轮胎60%〜70%的内应力，是子午胎主要的受力部件⑺。
子午线轮胎与斜交轮胎相比制造精度高，制造工艺也更加复杂，具体可概述如下：制造精度要求高；材料分布均匀性要求高；工艺粘合性要求高，轮胎的制造工艺主要分为：生胶混炼，胎面、胎侧、胎肩建胶和胶芯制造，胎体、带束层制造，各种型胶部件制造，胎圈制造，外胎成型，外胎硫化，外胎成品的在线检测等⑻。
轮胎的静负荷性能是指在规定的轮網和充气压力条件下，静止轮胎在垂直负荷作用下，负荷与轮胎变形的关系，它反映轮胎乘受负荷的能力。
一般认为轮胎的负荷由两部分来承担。
一部分是气压；另一部分是轮胎本身切。
轮胎在承受负荷时不仅发生法向（径所向）变形，同时还产生横向和周向变形。
轮胎的静负荷性能是包括轮胎的法向变形（下沉量或下沉率）、负荷下的断面宽、接地面积、接地长轴和接地短轴并由此确定的硬度系数和接地系数等。
为了了解充气轮胎的承载能力，必须研究气压与负荷对它们的影响I⑼。
轮胎的有限元分析
目录摘要IIIAbstract IV1 绪论 11.1 选题的目的和意义 11.2本课题国内外的研究现状 11.3本课题研究内容 12子午线轮胎特点 22.1 子午线轮胎的结构特点 22.2子午线轮胎的结构分析 23子午线轮胎三维整体有限元模型建立 43.1通用软件简介 43.2单元的选取 53.3 轮胎模型的简化 83.3.1模型建立的要求 83.3.2轮胎模型的简化 93.3.3几何建模 94子午线轮胎静态接触的有限元分析 114.1 有限元分析流程 114.2静态接触的载荷和边界条件的处理 124.2.1轮胎有限元模型的三维非线性 124.2.2轮胎单元材料参数的数值 124.2.3轮胎有限元分析的参数化及模型的自动生成 144.2.4 静态接触的载荷和边界条件的处理 184.3轮胎有限元结果分析 194.3.1静态接触载荷工况 194.3.2轮胎在静态接地状况下的有限元结果分析 205 总结与展望 245.1 总结 245.2 不足与展望 245.3 有限元技术在轮胎和车辆工程中应用展望 24参考文献 25基于ANSYS的汽车轮胎有限元分析研究摘要本文主要基于ANSYS软件非线性分析技术，采用三维体单元和接触单元，建立了子午线轮胎的静态接触状态下的有限元模型并对其进行分析研究。
利用CATIA对子午线轮胎进行几何建模，运用ANSYS软件对其进行有限元分析，定义材料属性和单元属性，考虑接触问题，得到适合研究轮胎特性的有限元模型。
根据轮胎结构特征及单元的特征，利用ANSYS的参数设计语言APDL对分析问题进行参数化，提高效率，便于对同类问题的分析研究。
关键词：ANSYS；子午线轮胎；接触变形； CATIA ； APDLANSYS AND RESEARCH OF MOTOR TYRE BASED ON ANSYSAbstractThis paper mainly performs the analysis and research on the radial tyre based on the non-linear analysis of ANSYS and applied software of ANSYS,using three-demension solid element and contacting element , three-dimension finite element contact model of static radial tyre is built.The geometry model of tire is got in CATIA.A finite element model of radial tire is created in ANSYS.Define material characteristics and element types. The contact problem is considered.We got a proper finite element model for studying tire’s characteristic.According to the tyre structural and element charateristic,APDL is applied for research of the analytic problem so as to increase efficiency,so the resembling analysis will be simplified and done easily.Key words: ANSYS ；radial-tyre ；contact- deformation ；CATIA ；APDL1 绪论1.1 选题的目的和意义轮胎作为联结汽车车身与道路的部件，是影响行驶车辆的操纵稳定性、安全性和平顺性的一个关键因素。
基于子模型方法的子午线轮胎胎圈部三维精细有限元分析的开题报告
基于子模型方法的子午线轮胎胎圈部三维精细有限元分析的开题报告一、选题背景子午线轮胎是机动车辆上广泛使用的一种轮胎，其结构包括胎面层、胎体层和胎圈层。
在轮胎使用过程中，胎圈部分承受着来自车轮、车辆负荷等多种力的作用，因此其受力情况对轮胎的性能和寿命具有重要影响。
现有的轮胎胎圈部分的有限元分析方法，大多采用整体模型的建立，以求得整个胎圈部受力情况。
但是，轮胎胎圈是一个非常复杂的结构，其受力情况存在很大的空间和位移梯度差异，因此整体模型的建立不易满足精度要求。
同时，子午线轮胎胎圈由许多小块组成，各小块的受力情况也不相同，因此子模型方法可以更好地建立此类结构的数值模型。
因此，本课题拟采用子模型方法，建立子午线轮胎胎圈部分的三维精细有限元数值模型，以分析其受力情况，为轮胎的性能研究提供数值支撑。
二、研究内容1. 子模型方法：子模型方法是一个通过建立小块数值模型来分析复杂结构的方法。
本研究将采用子模型方法，建立子午线轮胎胎圈部分的三维精细有限元数值模型。
2. 胎圈部分结构特点：子午线轮胎胎圈由多个钢丝圈组成，钢丝圈间相互卡合形成一个环状结构。
本研究将对其结构特点进行分析，以便更好地建立数值模型。
3. 材料模型的建立：子午线轮胎胎圈部分的材料具有非线性特点，因此需要建立相应的材料模型以进行有限元分析。
4. 适应多种加载条件：子午线轮胎胎圈部分在不同的加载条件下受力情况不同，因此需适应多种加载条件。
5. 结果分析：根据所建立的数值模型，分析子午线轮胎胎圈部分的受力情况，并对其影响因素进行深入分析。
三、研究意义本研究对于深入了解子午线轮胎胎圈部分的受力情况具有重要意义，进一步提高轮胎设计的精度和可靠性。
同时，本研究所建立的数值模型可应用于其他轮胎类型的胎圈部分的有限元分析中。
四、研究方法本研究将采用ANSYS软件建立子午线轮胎胎圈部分的三维精细有限元数值模型，并通过分析模型受力情况和位移来评估其性能和寿命。
同时，本研究将对模型参数进行敏感性分析，以确定模型参数对结果的影响。
有限元分析开题报告
研究对象：
QAY125全地面起重机转向系统。
研究方法：
1.创建有限元模型。包括：(1)创建或读人有限元模型；(2)定义材料属性；(3)划分网格（节点及单元）
2.施加载荷并求解。施加载荷及载荷选项、设定约束条件，然后求解。
3.查看结果。查看分析结果，然后检验结果(分析是否正确)。
本课题的目的意义
（研究性课题应阐明国内外研究概况）
靠性以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求，从而帮助用户解决了成千上万个工程实际问题，同时也为科学技术的发展和工程应用做出了不可磨灭的贡献。目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。MSC-NASTRAN软件因为和NASA的特殊关系，在航空航天领域有着很高的地位，它以最早期的主要用于航空航天方面的线性有限元分析系统为基础，兼并了PDA公司的PATRAN，又在以冲击、接触为特长的DYNA3D的基础上组织开发了DYTRAN。近来又兼并了非线性分析软件MARC,成为目前世界上规模最大的有限元分析系统。ANSYS软件致力于耦合场的分析计算，能够进行结构、流体、热、电磁四种场的计算，已博得了世界上数千家用户的钟爱。ADINA非线性有限元分析软件由著名的有限元专家、麻省理工学院的K.J.Bathe教授领导开发，其单一系统即可进行结构、流体、热的耦合计算。并同时具有隐式和显式两种时间积分算法。由于其在非线性求解、流固耦合分析等方面的强大功能，迅速成为有限元分析软件的后起之秀，现已成为非线性分析计算的首选软件。
毕业答辩。
指
导
教
师
评
语
（正文：宋体，小四号，行距1.5倍）
子午斜交轮胎力学性能有限元分析
子午斜交轮胎力学性能有限元分析
有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值计算方法，通过将连续体划分为有限的单元，建立离散的有限元模型，然后采用适当的数学方法求解模型，从而获得所研究对象的力学性能。
在子午斜交轮胎力学性能有限元分析中，可以从以下几个方面进行研究。
首先，可以分析轮胎在负荷作用下的应力和应变分布情况。
子午斜交轮胎中的帘线结构会在外力作用下产生应力和应变，通过有限元分析可以研究不同负荷条件下的胎体变形和应力分布情况，了解胎体在运动过程中的受力情况。
其次，可以研究轮胎在不同地面条件下的接地性能。
子午斜交轮胎的纤维帘线结构可以提供更好的抓地力，有限元分析可以模拟轮胎与地面之间的接触情况，研究轮胎在不同地面条件下的接地性能，如附着力、抓地力等，以帮助轮胎设计和优化。
此外，有限元分析还可以研究轮胎的胎垫变形和刚度特性。
胎垫是轮胎中的一个重要组成部分，它直接影响轮胎的舒适性和操控性能。
通过有限元分析，可以模拟轮胎负荷下胎垫的变形情况，并计算胎垫的刚度，以评估轮胎的舒适性和操控性能。
最后，有限元分析还可以研究轮胎的耐磨性能。
子午斜交轮胎的纤维帘线结构具有较好的耐磨性能，有限元分析可以模拟轮胎与地面之间的摩擦情况，计算轮胎在不同工况下的摩擦力和磨损情况，以评估轮胎的耐磨性能。
综上所述，子午斜交轮胎力学性能有限元分析可以从应力和应变分布、接地性能、胎垫变形和刚度特性以及耐磨性能等多个方面进行研究，为轮
胎的设计和优化提供科学依据。
通过有限元分析，可以详细了解子午斜交
轮胎在不同工况下的力学性能，从而提高轮胎的使用寿命和性能。
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轿车子午线轮胎是法国Michelin公司于1946年6月开发成功并取得专利权的，到1949年10月，最早颜值的165-400和185-400轮胎在巴黎法国汽车博览会上展出，标志着轮胎工业发生了一场重大的革命，几年之后，意大利Pirelli公司发明了全织物子午线轮胎，并于1951年3月注册Cinturato专利，随后几年，世界上大多数轮胎公司都认识到子午线轮胎的巨大发展前景，纷纷购买设备和技术，准备投入到子午线轮胎的生产行列，同斜交轮胎相比，子午线轮胎具有以下优点：耐磨性能提高60%-120%；滚动阻力低20%，节油6%左右；牵引能力提高10%-20%；转弯能力大、噪声小；舒适性、高速性能及耐机械损伤性都比斜交轮胎好，由于子午线轮胎的以上诸多优越性能，近半个世纪以来发展速度很快，目前，世界上子午线轮胎的产量已占轮胎总产量的80%以上，发达国家早已基本上实现了轮胎的子午化，由此可见，子午线轮胎是轮胎工业的发展方向，这已成为一股不可逆转的潮流。
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等
研究现状
轿车子午线轮胎是一种新型结构的轮胎产品，具有告诉、安全、节能、舒适、耐久等优越性能，是轮胎工业更新换代的发展方向，估计本世纪末，西方发达国家即将实现轮胎子午化，随着子午线轮胎开发技术的飞速发展，各种高性能子午线轮胎竞相面世，综合性能日益提高。
2、选题的研究意义
人类最早期使用的轮胎是木制轮胎，在1493-1495年间哥伦布发现了橡胶，从此展开橡胶制品的运用。在100多年的历史中轮胎作为汽车的重要存在部分，它的发明带来了经济的发展和丰富了人们的生活。目前全世界的道路总长约3000万公里，因此，有近10亿辆汽车用于各种用途。关于支承车辆的轮胎，全世界每年生产超过了10亿条。就地域而言，美国第一、日本其次。我国汽车工业起步较晚，但车辆的使用却排在世界前列，每年都会有大量的外系车辆入境，从而加剧了其它零部件的进口，降低了国内本土品牌车辆的销量，减缓了汽车产业的发展，其中轮胎则作为汽车的主要消耗零部件之一。近年来，随着我国高速公路的迅速发展和路面条件的不断改善，对轮胎高速性能的要求日益苛刻，轮胎生热已成为影响轮胎使用性能及寿命的最主要问题。
（4）轮胎技术可以通过采用从这些纳米级技术到轮胎大小尺寸的复合材料的分层结构来满足各种性能要求，改善性能磨耗滚动阻力、乘坐舒适性、耐磨性等
3、研究方法
（1）有限元法（Finite Element Method）在轮胎设计中的应用
有限元法（finite element method）是一种高效能、常用的数值计算方法。科学计算领域，常常需要求解各类微分方程，而许多微分方程的解析解一般很难得到，使用有限元法将微分方程离散化后，可以编制程序，使用计算机辅助求解。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。基本思想：由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。
（1）防爆轮胎特点A.增加胎壁厚度 B.使用高耐热性的合成橡胶材材料；优点A.保证行车安全 B.减轻车重C.降低油耗
（2）绿色轮胎特点A.滚动阻力小 B.废气排放少 C.所用原材料为绿色材料 D.保费轮胎可重复利用；优点A.降低油耗B.减小汽车排放 C.环保、耐磨
（3）无空气轮胎特点A.不用充气 B.橡胶胎面用可弯曲 的辐条连接到轮毂上 C.易装配、拆卸；优点A.不用保养 B.不怕刺扎 C.可节省大量橡胶材料、易翻新 D.提高汽车操控性、缩短刹车距离
无论是轮胎制造商还是轮胎用户都一直希望能对轮胎温度场分布进行模拟计算，以了解轮胎使用时内部的生热情况及可能的破坏行为，有限元分析法的应用和发展使这种模拟计算成为可能，采用有限元法可以比较精确地预测轮胎在特定条件下的温度场分布，为轮胎的研究、开发及使用提供可靠的依据，特别是轮胎设计及开发人员，能够在设计之初根据预测的温度场对轮胎结构及配方进行优化，从而大大降低轮胎的开发费用，缩短开发时间，轿车子午线轮胎需求量高市场前景广阔。因此它的发展可以带动经济和社会发展，故轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析拥有重要意义。
等公司。另外，企业与有关科研院所合作，走出了一条子午线轮胎国产化的开发路子，推动了我国轮胎子午化的进程。
2、发展趋势
我国轿车子午线轮胎与发达国家尚有一定的差距，需要在设计能力、材料制造能力方面下功夫，使我国轿车子午线轮胎制造工艺技术水平尽快达到世界先进水平。归纳起来，我国轮胎未来的发展方向主要有以下几个方面：
（2）国内轿车子午线轮胎研究现状
60年代初我国就开始研制轿车子午线轮胎，从起步时间上来说，并不比美国和日本晚，但由于种种原因，发展速度缓慢，子午化率一直很低，到1980年，我国累计生产的子午线轮胎只有335万条，六五和七五期间，国家组织了子午线轮胎攻关及国产化，批准了若干家轮胎生产企业率先引进国外技术与装备，经过十几年的发展，已成为了一定的生产规模。至八五末，从国外引进子午线轮胎生产技术的企业已有10多家，分别来自意大利的Pirelli，美国的Goodyear
xxxxx学院本科
本科毕业设计开题报告
题 目轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析
学生姓名xxx学号xxxx
所在学院机械工程学院
专业班级汽车工程xxxx
指导教师xx
2016年3月18日
题 目
轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析
一、选题的目的及研究意义
1、选题目的
随着汽车工业的发展，对高性能轮胎的研究已成为十分活跃的研究领域，也引起了世界各国的高度重视。汽车轮胎的子午化是我国轮胎工业产品升级换代的方向，为轮胎设计与生产提供先进技术被列为国家九五攻关重点项目。因此对于高性能轮胎的研究具有很大的经济效益与社会效益，同时，轮胎的研究内容涉及材料学、力学、机械工程等多个学科，特别是轮胎材料、轮胎的大变形以及轮胎与路面的接触等均为强非线性问题，因而对轮胎结构设计与温度场有限元分析的研究是具有挑战性的课题，此次设计我想对轿车子午线轮胎性能进行改善通过温度场有限元分析找出影响轮胎发热的主要因素从而提高轮胎寿命。