李 利，王 瑞，党 栋，王振鲁

(青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061)

子午线轮胎是复杂的结构体，由橡胶和橡胶/钢丝帘线复合材料组成，在未充气时，不能承受较大的载荷，但当充气压力达到一定程度时却能承受较大的载荷，满足模型性能的要求[1-2]。在轮胎的运行中，骨架材料带束层是主要的受力构件之一，轮胎的许多性能都与带束层密切相关[3]，例如操作性能、安全性能、耐磨性、牵引性、滚动阻力等。因此，本文研究的重点是分析子午线轮胎在充气工况下充气压力与轮胎外直径、断面宽度的关系以及在静载荷工况下带束层各层的应力分布规律、径向力曲线、胎肩位置的周向向变形曲线，对以后进行测量橡胶钢丝的粘合性能时所施加载荷大小、试样弯曲范围有非常重要的指导意义。

1 轮胎有限元模型的建立

本文所研究的轮胎的型号是195/65R15。查阅橡胶工业手册，得到195/65R15子午线轮胎的设计尺寸，利用AutoCAD软件，绘制轮胎二维结构图，并将图形保存为*.dxf格式。图1为轮胎断面图及材料分布情况。

在ABAQUS中对轮胎进行建模，首先将AutoCAD绘制的图1导入到ABAQUS中，然后将二维图形转变成三维图。对轮胎模型进行属性定义，轮胎主要部件的材料特性参数如表1和表2[4]所示。

图1 轮胎断面图及材料分布情况

特性参数帘布层胶带束层胶胎面胶胎侧胶密度/(g·cm-3)1.1191.1411.1811.109应变势能YeohYeohYeohYeoh阶数3333C104.56610.85050.70160.5191C20-17.5513-0.2072-0.2683-0.1692C3053.64070.00750.09150.0512D0.0010.0010.0010.001

表2 轮胎骨架材料的参数

在组装之前要建立一个地面，使它与轮胎相接触，其中地面是刚性体。通过查看资料，最终本文所选择的单元类型为C3D8R，即八节点、线性、缩减积分和沙漏控制的空间单元模型。……