MSC仿真技术在轮胎仿真的应用

1、MSCMSC Software ConfidentialSoftware ConfidentialMSC仿真技术在轮胎仿真的应用2013 GC User ConferenceJune 13, 2013MSC Software Confidential目录 轮胎性能分析概述 MSC轮胎行业解决方案 有限元（静力学、动力学、流固耦合） 多体动力学 声学 疲劳 MSC仿真技术在轮胎行业的成功案例 总结2车辆在路面上的每一个脚印-轮胎承受重量和负荷传递驱动力和制动力缓和从路面传来的冲击MSC Software Confidential改变汽车的行驶方向4手工绘制图纸MSC Software Confi

2、dential物理样件试制传统的产品研发流程物理实验和重新设计53DCADMSC Software Confidential数字模型全新的虚拟产品研发流程虚拟样件制造虚拟产品研发轮毂疲劳MSC Software ConfidentialMSC针对轮胎行业的仿真技术6冲击、碰撞雪地防滑建模操稳、平顺机电系统特征稳态滚动滑水频率噪声刚度复杂几何模型、特征导入和创建参数化建模材料数据库边界约束、加载高性能求解器（HPC,GPU）关键结果提取生成报告导出模态中性文件给多体软件轮胎建模-有限元分析 轮胎建模系统7乘用车轮胎MSC Software Confidential卡车轮胎摩托车轮胎赛车轮胎MSC

3、 Software Confidential复杂几何模型、特征导入和创建参数化建模、材料数据库 橡胶材料 加强筋结构 流体轮胎建模-有限元分析82D 轴对称模型加强筋结构铺层位置、角度3D 实体模型轮胎滑水模型MSC Software Confidential提供了多种轮胎的虚拟物理模型当车辆在不同路况下行驶时，能够计算作用在轮胎上的力和力矩支持的分析类型 Handing Ride and comfort 3D contact轮胎建模-多体动力学分析9MSC Software Confidential轮胎装配充气承载稳态滚动接地印痕磨损轮胎结构的静力学分析10Pressure轮胎装配充气：考虑

4、跟随力的增压过程理想气体空腔承载稳态滚动接地印痕磨损轮胎结构的静力学分析0510152025TimeMSC Software Confidential0.180.220.210.20.19No cavityWith cavityPf = 0.20150.75% PiPi = 0.2MSC Software Confidential轮胎装配充气承载稳态滚动接地印痕磨损轮胎结构的静力学分析12轮胎装配充气承载稳态滚动接地印痕磨损MSC Software Confidential轮胎结构的静力学分析在3000N垂直载荷作用下不同滑移角度（ 0,2, 4, 6, 8, 10 ）对应的稳态变形13轮胎装

5、配充气承载稳态滚动接地印痕磨损MSC Software Confidential轮胎结构的静力学分析轮胎在路面上的滚动阻力随着滚动速度变化曲线14轮胎装配充气承载稳态滚动接地印痕磨损轮胎结构的静力学分析制动、自由滚动 、加速接触区域的法向力接触区域的剪力MSC Software ConfidentialMSC Software Confidential轮胎装配充气承载稳态滚动接地印痕磨损轮胎结构的静力学分析16加强筋上的应力分布和方向模态分析轮胎的冲击碰撞动力学分析方面17特征频率MSC Software Confidential轮胎刚度MSC Software Confidential轮胎滑

6、水 流固耦合分析18考虑结构对称性轮胎模型路面模型水模型轮胎路面接触轮胎-水耦合分析TIRE MODELWATER MODELROAD MODELMSC Software Confidential轮胎滑水流速向量应力分布流体分布接触力19轮胎滑水-印痕20BackwardForwardMSC Software Confidential轮胎滑水-实验验证20 km/h40 km/h60 km/h80 km/h100 km/h120 km/h静止20 km/h40 km/h60 km/h80 km/hFLOWMSC Software ConfidentialFLOW试验结果MSC Software

7、 Confidential轮胎在冰雪路面的防滑 冰雪材料模型 研究轮胎在冰雪路面的防滑特性 重点开发冰雪材料模型、与实验数据非常吻合 Nastran 2012 支持多种冰雪材料模型: MATD15522MSC Software Confidential模态分析轮胎的冲击碰撞动力学分析方面23应用 Impact noise Release noise Stick-slip noise激励轮辋载荷振动类型声源释放区域冲击区域内部结果 声辐射压力 声辐射功率 Contribution to the pass-by noiseMSC Software Confidential轮胎噪声分析24外部声学网

8、格声压场分布云图 - 不同视角MSC Software Confidential轮胎噪声分析结构网格，具有动力学结果声学网格 (有限元部分)动力学结果映射到声学网格上：“BC MESH”MSC Software Confidential26轮胎噪声分析-沟槽花纹的影响轮胎与路面间的接触区域轮胎沟槽的声学模型MSC Software Confidential轮胎噪声分析-沟槽花纹的影响27MSC Software Confidential28轮胎模型类型内嵌多种轮胎模型支持用户自定义轮胎模型Adams/Car Tire Testrig可以查看轮胎特征参数可以轻松对比轮胎模型性能帮助分析轮胎 模型

9、和轮胎数据质量给出轮胎特征文件 可生成特征曲线Tire Data Fitting Tool 依据实验测得或虚拟测试数据生成Adams/Tire 特征文件 在特征文件中修改轮胎特征参数 支持 Pacejka 模型MSC Software Confidential轮胎建模工具-Test rig 和 ToolMSC Software Confidential目录 轮胎性能分析概述 MSC轮胎行业解决方案 有限元（静力学、动力学、流固耦合） 多体动力学 声学 疲劳 MSC仿真技术在轮胎行业的成功案例 总结30价值:MSC解决方案:时间压缩研发周期从24个月到6个月使用 Patran 和 MSC.Nas

10、tran进行轮胎几何模型导入成功案例: 固铂轮胎有限元建模、花纹沟槽的设计和排水性能分析“The real advantage of PTMS comes from having highly trained engineers using it on a regularbasis to develop their ideas in a virtual world. And down the road, were going to get moreinnovative products, processes and materials, which will benefit both our customers and ourshareholders with increased value.”- Dr. Richard StephensVP Technical & Commercial Tire OperationsMSC Software ConfidentialMSC Software Confidential所属行业:汽车挑战:使用Adams对路面载荷进行更为准确的预测MSC解决方案:从ADAMS/FTire 预测得到的路面输入，进一步建立精细的轮胎模型，同时考虑轮胎的各项动力学特性，输出轮胎特征文件。价值:在各种不同的路面形状和运动速度条件下，能够通过虚拟