王星宇,臧利国，葛宇超,赵振东

（211167 江苏省 南京市 南京工程学院 汽车与轨道交通学院）

0 引言

轮胎作为车辆重要的接地零部件，对车辆的行驶安全性、乘坐舒适性、燃油经济性等都起到尤为重要的作用。随着汽车工业迅速发展，对轮胎也提出了更高的要求[1]。子午线轮胎结构复杂，主要由胎面、胎体、带束层、胎侧、胎圈、内衬层等6 个部件组成，如图1 所示。因其使用时与地面的滚动摩擦系数小、行驶安全、磨耗量小、节油效果优异等优点在现代汽车中广泛应用[2]。

轮胎的接地特性能够反映路面与轮胎之间的力学特性，并对轮胎磨损与滚动阻力具有重要影响。国内外相关学者分析了轮胎在垂直载荷[3]、侧向载荷[4]、切向载荷[5-6]作用下的静态应力应变和接地面积大小，在此基础上计算了轮胎的刚度特性[7]。因此，准确研究轮胎接地压力分布及接地印痕是一项非常重要的工作。

图1 子午线轮胎结构Fig.1 Radial tire structure

本文以225/65R17 型子午线轮胎作为研究对象，利用ABAQUS 建立考虑轮胎非线性的有限元模型并简化，研究相同胎压不同垂直载荷和相同垂直载荷不同胎压下的轮胎接地印痕形状与应力变化规律。

1 子午线轮胎有限元模型的建立

1.1 几何模型的建立与简化

子午线轮胎非线性有限元分析中最重要的一个步骤就是建立轮胎的有限元模型，轮胎模型建立是否成功直接影响后续的有限元分析过程。由于子午线轮胎自身复杂的多层次结构，轮胎的力学特征也相当复杂，同时轮胎各层的材料属性又各不相同，使得轮胎模型在几何结构、材料属性和接触上均存在非线性问题。……