基于Pro/E与ADAMS的载重车辆轮胎动态特性仿真研究

　　Abstract:The digitalmodel ofheavy-duty vehicle tyres is established bymeans ofPro/E, and constructsa special connection between Pro/E and ADAMS. Based on multi-body system dynamics theory and theADAMS, dynamics research and analysis are carried ou,t where the change relationships of thrust-speed,thrust-angular acceleration, torque-speed, torque-angular acceleration are described. The characteristicsbetween the tire and the ground is researched. The results are going to provide a theoretical basis for thedesign andmanufacture of tyres, and improve the design efficiency and precision of tyres.

　　Key words:heavy-duty vehicle tyres; dynamic characteristic; simulation; ADAMS; Pro/E

　　轮胎的动态特性直接影响着汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性和节能经济性.作者以轮胎的动力学理论为基础,应用三维建模软件Pro/E建立载重车辆轮胎数字化模型,构建Pro/E与ADAMS两个软件间专用的模型数据转换接口,实现载重车辆轮胎三维实体模型在两个软件间的转换,利用机械多体动力学分析软件ADAMS进行动态仿真,得到了力-速度、力-角加速度、转矩-速度和转矩-角加速度的变化关系,并据此研究轮胎与地面间的作用特性,验证建立模型的符实性.本研究可为轮胎的设计制造提供理论依据,提高轮胎的设计效率和精度,缩短轮胎产品投放市场的时间,降低产品的开发成本[1~2].

　　1　载重车辆轮胎动态特性仿真研究策略

　　1)深入研究载重车辆轮胎的运行状况、失效类型、轮胎地面动力学等相关理论,建立轮胎的动力学模型,研究载重车辆轮胎不同工况下的受力情况,合理选取仿真分析的研究平台;

　　2)在W indows环境下,以三维建模软件Pro/E为图形平台,建立载运轮胎的三维实体模型;

　　3)利用Pro/E建立轮胎的装配模型并进行干涉检查,将模型通过专用的数据转换接口导入到ADAMS,完成运动约束和运动激励的定义,产生参数化的轮胎模型,获得不同工况下轮胎的速度、加速度等曲线;

　　4)依据动态仿真分析结果,对轮胎的速度、加速度、地面反作用力等状况进行深入的分析研究,得到轮胎的动态特性曲线;

　　5)通过模拟试验分析,并结合现实使用情况,分析得到相应轮胎的动态特性结论.

　　2　载重车辆轮胎实体模型的构建

　　1)轮胎基体模型的建立

　　构建轮胎基体模型主要使用拉伸、实体化、阵列、环形折弯、镜像、复制特征等工具,轮胎模型如图1所示.利用三维制图软件Pro/E完成简单轮胎外形模型的建立,由于子午线轮胎是由不同的层级组成的,所以应进一步构建3层级的子午线轮胎模型,其截面剖视如图2所示.