分布式電驅(qū)動(dòng)車(chē)輪胎-路面有限元模型建立分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u10994分布式電驅(qū)動(dòng)車(chē)輪胎-路面有限元模型建立分析案例 1215371.1ABAQUS軟件概述 128491.2輪胎-地面有限元建模 269581.1.1輪胎的基本組成 296761.1.2輪胎的建模方法 319971.1.3輪胎建模材料選擇 514471.3輪胎在多重載荷作用下的仿真分析 6256501.3.1輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型建模 6136241.3.2輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型建模 8239081.3.3輪胎三維模型建模 9121871.3.4輪胎穩(wěn)態(tài)運(yùn)輸分析 11172671.4本章小結(jié) 13輪胎的有限元建模方法對(duì)于基于智能輪胎的附著系數(shù)估計(jì)算法的研究具有十分重要的意義。模擬仿真以理論分析與數(shù)學(xué)計(jì)算作為基礎(chǔ)，在進(jìn)行的過(guò)程中可進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試與評(píng)估，有助于縮短設(shè)計(jì)周期與降低開(kāi)發(fā)成本。汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎是一個(gè)復(fù)雜度較高的系統(tǒng)，包含有胎面、胎側(cè)、帶束層，簾線(xiàn)層等結(jié)構(gòu)，許多學(xué)者對(duì)于輪胎的仿真建模方法已經(jīng)開(kāi)展了詳細(xì)的研究。本章基于ABAQUS軟件平臺(tái)，從輪胎的基本結(jié)構(gòu)、材料選擇、建模方法介紹了輪胎--路面有限元模型建立的過(guò)程。通過(guò)四個(gè)連續(xù)的分析步計(jì)算完成了輪胎從二維半截面模型到完整模型的建立，對(duì)輪胎--路面模型進(jìn)行了多重載荷加載與運(yùn)動(dòng)仿真分析。1.1ABAQUS軟件概述ABAQUS是一款被廣泛應(yīng)用于各種線(xiàn)性、非線(xiàn)性問(wèn)題的求解過(guò)程的通用的工程模擬分析軟件。它的功能十分得具有多樣性，有非常多種的單元模型庫(kù)，可以模擬桿、梁、殼體、實(shí)體等幾何形狀；也有多樣的材料模型庫(kù)，可以模擬金屬、橡膠、復(fù)合材料、鋼筋混凝土等典型的工程應(yīng)用性材料的性能。此外，ABAQUS的接觸分析能力也十分強(qiáng)大，例如對(duì)于輪胎接地這類(lèi)高度非線(xiàn)性問(wèn)題，用戶(hù)只需要提供關(guān)于輪胎模型、材料性質(zhì)、約束條件以及載荷工況等參數(shù)，ABAQUS就可以自動(dòng)地選擇相應(yīng)的增量、收斂限度并計(jì)算出有效的解值A(chǔ)DDINNE.Ref.{BE069853-228D-4537-84BA-D73F60C7A91B}[44]。在輪胎力學(xué)行為分析方面，輪胎裝配、充氣、靜負(fù)荷加載以及非常緩慢地滾動(dòng)等工況可視為準(zhǔn)靜態(tài)的力學(xué)問(wèn)題，通常使用ABAQUS/Standard隱式求解器便能夠保證計(jì)算結(jié)果的有效性；而對(duì)于輪胎動(dòng)力學(xué)行為分析時(shí)，使用ABAQUS/Explicit顯示求解器更為直接有效，既提高了計(jì)算效率，又可以避免因?yàn)榈^(guò)程導(dǎo)致的不收斂等情況的出現(xiàn)，因此廣泛應(yīng)用于輪胎的操縱動(dòng)力學(xué)、NVH等有限元仿真中ADDINNE.Ref.{9B84961A-B329-4AC5-A0FD-6F5C9261A824}[45]。1.2輪胎-地面有限元建模1.1.1輪胎的基本組成現(xiàn)代車(chē)輛的輪胎幾乎都是充氣輪胎，作為車(chē)輛中與地面接觸的唯一汽車(chē)部件，也是能夠直接反映接地信息的關(guān)鍵一環(huán)，輪胎在車(chē)輛行駛中具有重要的作用：（1）提高車(chē)輛行駛的平順性與人員的乘坐舒適性，從而減緩行駛過(guò)程中的振動(dòng)與沖擊；（2）為車(chē)輛的牽引性和制動(dòng)性提供支持，并且負(fù)責(zé)連接車(chē)輪與路面，保證摩擦作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)力；（3）承擔(dān)整車(chē)質(zhì)量，并傳遞來(lái)自車(chē)輛其他系統(tǒng)的作用力與作用力矩。針對(duì)本文分布式電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，選擇子午線(xiàn)輪胎進(jìn)行仿真建模。子午線(xiàn)輪胎相比于普通斜交輪胎構(gòu)成較為復(fù)雜，其主要是包括胎冠、胎側(cè)、胎圈，簾布層和帶束層等部分。如圖1.1所示，是子午線(xiàn)輪胎結(jié)構(gòu)的基本組成示意圖。下面對(duì)構(gòu)成的主要部分進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。圖1.1輪胎結(jié)構(gòu)示意圖（1）胎冠。是輪胎行駛與地面相接的主要部件，主要承載輪胎與地面間的摩擦以及垂向載荷，有效減少胎面磨損，并且可以保護(hù)簾布層受到?jīng)_擊。為增強(qiáng)附著能力，一般都會(huì)有不同形狀的花紋。（2）胎側(cè)。用來(lái)預(yù)防內(nèi)部簾布層受潮以及緩震，避免機(jī)械損傷。由于受到的作用力較小，一般胎側(cè)橡膠層較薄。（3）胎圈。主要作用將外胎固定于輪轂上，防止脫落，因此具有十分大的強(qiáng)度與剛度。由鋼絲圈、胎圈包布和簾布層包布組成，同時(shí)承受車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)對(duì)輪胎產(chǎn)生的作用力。（4）簾布層。是支撐輪胎的主要結(jié)構(gòu)，也是輪胎的重要組成部分。由縱向經(jīng)線(xiàn)與各經(jīng)線(xiàn)之間的緯線(xiàn)組成，負(fù)責(zé)承受垂向載荷產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，因此應(yīng)當(dāng)具備非常好的韌性、耐沖擊性能及耐屈撓性能，以保持輪胎斷面形狀與胎壓。（5）帶束層。是胎體與胎冠之間的緩沖層。帶束層與簾布層一樣是支撐輪胎的一種重要結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)保持輪胎的周向剛度，承受輪胎的徑向壓縮變形，因此應(yīng)當(dāng)具有非常好的韌性與剛度、強(qiáng)度。1.1.2輪胎的建模方法對(duì)輪胎--路面進(jìn)行有限元分析，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是建立輪胎的有限元模型。由于輪胎結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各部分材料的屬性都不盡相同，存在幾何非線(xiàn)性、材料非線(xiàn)性、接觸非線(xiàn)性等。如果要建立完整的輪胎模型，各組成部分的材料屬性，本構(gòu)模型充分考慮在內(nèi)，不僅計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜，時(shí)間非常久，耗費(fèi)計(jì)算資源，而且還會(huì)存在計(jì)算結(jié)果不收斂，仿真失敗的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在保證一定模型精度的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行合理且必要的簡(jiǎn)化，既能真實(shí)地反映輪胎力學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性，同時(shí)又可以節(jié)約時(shí)間，保證結(jié)果是收斂的。本文參考文獻(xiàn)ADDINNE.Ref.{8361A6D1-BF0E-406B-B73F-01EF162559C3}[46]根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)需求對(duì)輪胎進(jìn)行如下簡(jiǎn)化：（1）忽略輪輞及其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)樵诜治鲚喬ゼ拜喬?-路面接觸響應(yīng)的時(shí)候，為獲取輪胎與路面間的各部分接觸信息，重點(diǎn)在于對(duì)輪胎胎冠、胎肩、帶束層、簾布層的力學(xué)特征進(jìn)行分析，而不去研究輪輞在這一過(guò)程中的變化特性，因此不必對(duì)其進(jìn)行建模；（2）忽略輪胎胎冠花紋。輪胎花紋能夠加大輪胎抓地力，增強(qiáng)輪胎--路面附著的情況，但是輪胎花紋太過(guò)復(fù)雜，并且對(duì)輪胎后續(xù)動(dòng)力學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的影響并不明顯，因此省略了輪胎花紋的建模。在建立簾布層與帶束層時(shí)，采用鋼筋層模型進(jìn)行模擬。過(guò)去相關(guān)研究人員在模擬簾布層與帶束層時(shí)，多采用復(fù)合薄殼單元進(jìn)行模擬，雖然這種方式能夠提高輪胎強(qiáng)度，但是這會(huì)使得輪胎模型的自由度大大增加，從計(jì)算過(guò)程上來(lái)說(shuō)，會(huì)增加許多時(shí)間成本，綜合考慮后，本文決定選擇鋼筋層模型模擬簾布層與帶束層。此方法通過(guò)ABAQUS中關(guān)鍵字*REBARLAYER實(shí)現(xiàn)，此選項(xiàng)用于在膜，殼和表面單元中定義一個(gè)或多個(gè)鋼筋層，將一組帶有鋼筋層的表面或膜元素嵌入到一組主體連續(xù)體元素中，來(lái)定義實(shí)體元素中的鋼筋層。具體在輪胎建模中，就是將簾布層與帶束層看做具有鋼筋層的表面單元，嵌入到胎體的實(shí)體單元中。計(jì)算REBAR單元需要設(shè)置四個(gè)參數(shù)：?jiǎn)蝹€(gè)單元的橫截面積、單元之間的距離、REBAR單元與橡膠單元局部坐標(biāo)的夾角、單元平面與水平面的偏移量。在ABAQUS中，REBAR單元具有各向異性，簾布層與帶束層的材料屬性與以上四個(gè)參數(shù)決定此模型單元的性質(zhì)。在將二維截面模型旋轉(zhuǎn)得到三維模型時(shí)，由REBAR定義的簾布層與帶束層的局部坐標(biāo)，旋轉(zhuǎn)角度都會(huì)由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，建立的三維有限元模型符合實(shí)際輪胎構(gòu)造，對(duì)于應(yīng)力/應(yīng)變情況有很好的仿真效果，因此，本文選用鋼筋層模型對(duì)帶束層和簾布層進(jìn)行模擬。有限元建模的步驟一般分為：?jiǎn)栴}定義、幾何模型建立、單元特性定義、網(wǎng)格劃分、模型檢查和處理、邊界條件定義。由于輪胎模型具有軸對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，本文基于ABAQUS軟件計(jì)算模塊的功能特性，分四個(gè)分析步對(duì)其進(jìn)行建模。首先建立子午線(xiàn)輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)有限元模型，在此分析步中進(jìn)行充氣載荷分析，對(duì)輪胎二維軸對(duì)稱(chēng)模型的模擬不但可以真實(shí)地反映工況特點(diǎn)，還可以節(jié)省計(jì)算資源與時(shí)間成本；接著建立子午線(xiàn)輪胎三維半軸對(duì)稱(chēng)模型，在此分析步中添加路面模型以及垂向載荷分析；建立子午線(xiàn)輪胎三維完整模型并將前兩個(gè)分析步的計(jì)算結(jié)果傳遞到此分析步；最后對(duì)三維完整模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)仿真分析。1.1.3輪胎建模材料選擇子午線(xiàn)輪胎的主要組成材料是橡膠，并通過(guò)簾布層，胎側(cè)和胎圈加強(qiáng)。出于各種設(shè)計(jì)目的，例如道路牽引分析，輪胎振動(dòng)和聲學(xué)設(shè)計(jì)，車(chē)輛NVH研究等，可以建立具有不同復(fù)雜性和細(xì)節(jié)的有限元模型。用于橡膠材料的本構(gòu)模型是超彈性模型和粘彈性模型的組合。polynomial和prony系列常數(shù)分別定義了輪胎材料的超彈性和粘彈性特性。橡膠材料的粘彈性與輪胎的滾動(dòng)阻力密切相關(guān)，這解釋了輪胎內(nèi)加速曲線(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)形狀。在有限元模型中，材料屬性對(duì)于仿真精度非常重要，特別是輪胎的主要材料橡膠。橡膠輪胎內(nèi)嵌有兩層簾線(xiàn)層和帶束層。隨著輪胎變形，輪胎主體和嵌入組件的重合節(jié)點(diǎn)被限制為一起移動(dòng)。輪胎胎圈在建模中定義為剛性部件，并且到輪心的距離是固定的。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，忽略輪胎外表面上的螺紋和凹槽，該模型中使用的超彈性，粘彈性和彈性材料特性列于表2-1。表2-1材料類(lèi)型與本構(gòu)模型材料本構(gòu)模型及參數(shù)橡膠超彈性粘彈性密度C10472000(N/m2)g

0.3k

0τ0.1sμ

1100kg/m3C20-118771(N/m2)C3034000(N/m2)D105.01×10-9(m2/N)簾線(xiàn)層線(xiàn)彈性E170×109(Pa)υ

0.3帶束層線(xiàn)彈性E170×109(Pa)υ

0.3基于輪胎的幾何形狀和彈性性能，使用不同的單元類(lèi)型來(lái)進(jìn)行模擬。CGAX3H和CGAX4H是在ABAQUS中定義的具有扭曲的廣義三角形和四邊形軸對(duì)稱(chēng)混合板/殼單元。這些元素是為不可壓縮的材料設(shè)計(jì)的，并用于橡膠輪胎的建模。簾布層和帶束層等增強(qiáng)部件利用了SFMGAX1單元類(lèi)型，它是一種帶有扭曲的廣義表面單元，可以承載嵌入的鋼筋層。1.3輪胎在多重載荷作用下的仿真分析1.3.1輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型建模在本小節(jié)中，首先建立了輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型。選取了半徑為362mm的分布式電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛子午線(xiàn)輪胎作為建模參照，在ABAQUS中建立輪胎的截面模型并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分。本文中所有建模過(guò)程都是在ABAQUS的inp文件中進(jìn)行。inp文件是ABAQUS執(zhí)行的文件，里面包含了NODE、ELEMENT、材料屬性、邊界條件、分析步設(shè)置等，也是完整的一個(gè)用于仿真的模型。inp文件可以直接手動(dòng)編寫(xiě)，在里面的修改都是完全有效的，報(bào)錯(cuò)文件可以查看log或者dat文件，是可以用命令行提交直接運(yùn)算的，這是inp的基本功能。相較于GUI可視化窗口操作，inp在處理節(jié)點(diǎn)單元數(shù)量多，載荷約束復(fù)雜的大規(guī)模模型時(shí)，可以直接復(fù)制重復(fù)的部分，更改載荷作用的不同節(jié)點(diǎn)或單元，更改載荷值就顯得效率極高。再者，整體結(jié)構(gòu)不改變、只是某些參數(shù)改變的計(jì)算，只需要打開(kāi)inp文件進(jìn)行修改即可。如上一小節(jié)所述，構(gòu)成輪胎的材料橡膠選取CGAX4H單元和CGAX3H單元模擬，皮帶與內(nèi)襯選取SFMGAX1單元模擬，相應(yīng)的材料屬性與上文列出，在inp文件中需要這樣寫(xiě)入：*ELEMENT,TYPE=CGAX3H,ELSET=TREAD*ELEMENT,TYPE=CGAX4H,ELSET=SIDE*ELEMENT,TYPE=CGAX4H,ELSET=BELT定義完節(jié)點(diǎn)集、單元集、材料屬性以及本構(gòu)模型后建立了輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型，如圖1.2所示。四邊形代表組成輪胎二維有限元模型的單元，頂點(diǎn)處為節(jié)點(diǎn)，高亮紅色區(qū)域代表由鋼筋層模型模擬的帶束層與簾布層，內(nèi)嵌于胎體的CGAX4H單元中。在此模型中，共定義了胎側(cè)、胎體、帶束層、簾布層、胎冠五個(gè)單元集，節(jié)點(diǎn)集有若干，便于后續(xù)載荷施加部位的選取，提取或顯示某集合的分析屬性等。圖1.2輪胎二維半對(duì)稱(chēng)模型接下來(lái)直接在此分析步中施加載荷并進(jìn)行受力分析。輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型中只受到胎壓，即充氣載荷的作用，因此對(duì)模型胎體、胎側(cè)內(nèi)表面施加202Kpa充氣壓力模擬正常胎壓，設(shè)置受力方式為均勻分布受力，在inp文件中寫(xiě)入：*DSLOADINSIDE,P,201.E3設(shè)置完成后開(kāi)始仿真，得到了圖1.3所示的輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)應(yīng)變?cè)茍D?？梢钥吹?，雖然充氣壓力是均勻施加在輪胎內(nèi)表面的，但是各部分的形變有所不同，在輪胎底部與側(cè)面變形量較小，最大形變出現(xiàn)在二者的交接處。觀察輪胎有限元模型可知，這是由于在此處未含有簾線(xiàn)層以及應(yīng)力集中導(dǎo)致的最大形變。接下來(lái)將此模型及分析結(jié)果傳遞到下一個(gè)分析步繼續(xù)進(jìn)行仿真。圖1.3輪胎二維半對(duì)稱(chēng)模型應(yīng)變圖1.3.2輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型建模在本小節(jié)中，建立了輪胎的三維模型，并在上一分析過(guò)程的基礎(chǔ)上添加了輪胎的垂向載荷受力分析。具體建模過(guò)程為將二維半軸對(duì)稱(chēng)模型繞過(guò)輪胎中心線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)360o，在旋轉(zhuǎn)生成三維模型的過(guò)程中，自主定義了輪胎周向網(wǎng)格的段數(shù)，并對(duì)接觸區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格進(jìn)行了加密，從而建立了輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型。這一過(guò)程中主要是通過(guò)ABAQUS的關(guān)鍵字REVOLVE功能來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在inp文件中需要這樣寫(xiě)入：*SYMMETRICMODELGENERATION,REVOLVE,ELEMENT=1000,NODE=10000.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0,0.0,0.0,1.0160.,40,,G40.,20,,G160.,40,,G如上，首先定義了二維半軸對(duì)稱(chēng)模型的旋轉(zhuǎn)軸為過(guò)輪胎中心與地面平行的中心線(xiàn)，接著在生成網(wǎng)格的時(shí)候，由于重點(diǎn)關(guān)注輪胎的接地特性，我們將輪胎接地部分的網(wǎng)格進(jìn)行了加密，在輪胎接地區(qū)域附近40°區(qū)域內(nèi)劃分20個(gè)網(wǎng)格，其余部分每4°劃分一個(gè)網(wǎng)格，生成如圖1.4所示的輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型。圖1.4輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型在ABAQUS軟件中，支持結(jié)果傳遞的功能，因此使用SYMMETRICRESULTTRANSFER關(guān)鍵字將上一小節(jié)的充氣分析結(jié)果傳遞到此分析步中，同時(shí)添加垂直集中力以模擬輪胎所受的垂向負(fù)載。在此過(guò)程中建立路面模型，即與輪胎相切，并位于輪胎正下方的平面用來(lái)分析垂直靜態(tài)載荷下輪胎與地面接觸。得到了正常胎壓與垂向載荷下的輪胎的應(yīng)變?cè)茍D1.5。加載垂直集中力16kN到輪胎中心并寫(xiě)入inp文件：*CLOAD,OP=NEWROAD,3,2000圖1.5輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型應(yīng)變圖如圖所示，輪胎在受到充氣載荷與垂向載荷后，會(huì)在接地區(qū)域有明顯形變，產(chǎn)生一定的下沉量。最大形變?yōu)榻拥貐^(qū)域中心，形變由中心向兩端逐步縮小，并且相較于垂向載荷，充氣載荷產(chǎn)生的形變幾乎可以忽略，這在輪胎周向的形變量上得以體現(xiàn)。1.3.3輪胎三維模型建模將輪胎二維半軸對(duì)稱(chēng)模型旋轉(zhuǎn)生成的此三維模型僅為完整輪胎模型的一半，需要將此模型按照輪胎縱向平分面鏡像翻轉(zhuǎn)從而得到了完整的模型，在分析步3）中完成了這一步驟，這一過(guò)程中使用了REFLECTION關(guān)鍵字。在inp文件中這樣寫(xiě)入：*SYMMETRICMODELGENERATION,REFLECT=LINE,ELEMENT=100000,NODE=1000000.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0在鏡像翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)軸選擇的是過(guò)輪胎中心并且與地面垂直的軸，需要注意的是，由于在三維半對(duì)稱(chēng)模型中輪胎的節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多，在生成鏡像模型對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行重新編號(hào)的時(shí)候，節(jié)點(diǎn)編號(hào)應(yīng)選擇較大值從而避免與原有的模型節(jié)點(diǎn)編號(hào)發(fā)生重復(fù)，導(dǎo)致模型生成錯(cuò)誤。生成的輪胎模型如圖1.6所示。圖1.6輪胎三維模型與此同時(shí)，充氣載荷分析和垂向集中載荷的分析結(jié)果一并從分析步2）傳遞到分析步3）中。最終得到了完整的輪胎三維模型以及在充氣、垂直力載荷下的應(yīng)力/應(yīng)變?cè)茍D。由此圖可以看出，完整的輪胎模型應(yīng)變與分析步2）中的輪胎三維半對(duì)稱(chēng)模型應(yīng)變相同，接下來(lái)重點(diǎn)關(guān)注接地區(qū)域的變形規(guī)律。圖1.7輪胎三維模型應(yīng)變圖圖1.8輪胎接地區(qū)域應(yīng)變圖圖1.8為輪胎底面受到充氣載荷與垂向載荷后的應(yīng)變圖。從圖中可以看出，印跡形狀呈橢圓形，形變于中心處達(dá)到最大，逐步向四周擴(kuò)散，同時(shí)在此圖中可以清晰地看到接地印跡區(qū)域的范圍，在后續(xù)的估計(jì)算法中需要利用加速度數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)接地印跡長(zhǎng)度，估計(jì)長(zhǎng)度可以以此驗(yàn)證。1.3.4輪胎穩(wěn)態(tài)運(yùn)輸分析在前三個(gè)分析步中完成了輪胎--路面有限元建模以及充氣、垂向載荷加載分析，在本分析步中對(duì)車(chē)輛行駛過(guò)程中的輪胎滾動(dòng)進(jìn)行仿真。與上述靜力學(xué)的分析不同的是，滾動(dòng)分析需要給定輪胎一個(gè)滾動(dòng)速度，在輪胎以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，保持前述載荷條件保持不變來(lái)分析輪胎的靜力學(xué)/動(dòng)力學(xué)特性。此仿真過(guò)程采用ABAQUS獨(dú)有的穩(wěn)態(tài)運(yùn)輸分析方法。穩(wěn)態(tài)傳輸分析采用了歐拉-拉格朗日方法，模擬輪胎和剛性表面的滾動(dòng)和滑動(dòng)接觸。此方法根據(jù)坐標(biāo)系確定滾動(dòng)問(wèn)題的運(yùn)動(dòng)學(xué)，并分別通過(guò)歐拉和拉格朗日方法評(píng)估剛體的旋轉(zhuǎn)和變形，將時(shí)域轉(zhuǎn)換為了純空間域。因此，在該過(guò)程中，輪胎實(shí)際上并未旋轉(zhuǎn)，但是構(gòu)成輪胎有限元模型的材料在輪胎內(nèi)部流動(dòng)，這兩種過(guò)程對(duì)于最終仿真結(jié)果來(lái)說(shuō)是等價(jià)的，并且后一種方式大大得加快了計(jì)算效率。Inp文件中寫(xiě)入：*STEADYSTATETRANSPORT,LONGTERM0.5,1.0*CHANGEFRICTION,INTERACTION=SRIGID*FRICTION,SLIP=0.020.85*TRANSPORTVELOCITYNTIRE,41.0*MOTION,TYPE=VELOCITY,TRANSLATIONNTIRE,1,13.4112采用的穩(wěn)態(tài)運(yùn)輸分析方法存在輪胎模型滾動(dòng)與路面模型平面運(yùn)動(dòng)兩個(gè)速度，同時(shí)這兩個(gè)速度就可以模擬輪胎滾動(dòng)的真實(shí)過(guò)程。對(duì)于穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)輪胎來(lái)說(shuō)，當(dāng)輪胎發(fā)生純滾動(dòng)時(shí)輪胎與路面之間不存在驅(qū)動(dòng)力，只要有驅(qū)動(dòng)力存在，輪胎就不會(huì)處于純滾動(dòng)過(guò)程，此時(shí)輪胎不是處于牽引過(guò)程就是處于制動(dòng)