如何优化冬季轮胎设计

在世界上的许多地方，空气中有一种刺骨的寒意，我们开始了我们生活的过冬任务:准备我们的家和花园，把我们的夹克拿出来，对北方的人来说，换上我们的冬季轮胎。

在冬季天气恶劣的地区，“黑冰”和雨夹雪会造成特别危险的驾驶条件。黑冰的名字很贴切，因为它是如此透明，以至于它看起来就像下面的路面，很难被发现和避开。值得庆幸的是，包括轮胎设计在内的车辆安全技术的进步，使得在恶劣天气条件下出行更加安全。

仿真技术提高了轮胎设计的技术水平。即使在制造新的轮胎设计之前，仿真也能使您获得轮胎在不同条件下的性能的重要知识。例如，通过足迹分析，设计师可以清楚地了解轮胎的牵引力和处理情况。其他例子包括自由滚动和制动性能，通常使用稳态滚动分析进行评估。

这样的分析是至关重要的，特别是在结冰的道路上，冬季轮胎中较软的化合物可以提供额外的牵引力和更短的制动距离。仿真可以帮助您优化轮胎设计参数的处理特性，而不影响轮胎寿命。

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的功能万博Ansys机械是轮胎设计的理想选择。能够代表细节，包括分层层，加强和胎面图案允许先进，准确的轮胎建模。

轮胎设计:映射2D和3D分析

从最初的2D轴对称分析到3D分析的映射结果提供了一个计算高效的框架来模拟初始安装和膨胀，然后进行足迹或转角研究。

优化轮胎形状和加固细节的最佳工作流程包括在Mechanical中创建轮胎的2D横截面，并执行2D轮胎安装分析和2D充气分析。然后根据二维截面建立三维网格模型，进行最终分析，包括三维膨胀、足迹、稳态轧制、不同倾角的稳态轧制和三维翻转凸点分析。

在Ansys Mechanical中进行接触压力足迹分析万博

您可以通过任意欧拉拉格朗日方法在Mechanical中执行稳态滚动分析，在静态框架中考虑滚动轮胎的惯性效应。这包括计算不同的弯曲角度。您还可以评估极端事件，例如当车辆滚过减速带、坑洼或路缘时轮胎的性能和安全性。

在Ansys力学三维轮胎充气分析万博

轮胎模拟温度波动和风险因素

轮胎的寿命也受到过度和不足充气轮胎的强烈影响，这可能导致过度磨损。你可以使用详细的路面对轮胎接触结果来研究充气的影响。

在正常行驶过程中，轮胎会由于橡胶材料中的粘弹性损失而受热。万博Ansys Mechanical可以帮助您解释能量耗散和热量转换，从而提高轮胎温度。这对于安全驾驶尤其重要，因为充气不足的轮胎会经历过度加热，导致轮胎爆裂。

轮胎主要由橡胶和橡胶基复合材料制成。由于橡胶的粘弹性，轮胎在稳态滚动时会产生热量。能量损失主要来自轮胎内橡胶周期性变形，转化为热量，导致轮胎温度升高，降低轮胎使用寿命。

左图:在Ansys Mechanical中进行热分析的3D轮胎模型。万博右图:Ansys Mechanical中的谐波分析。万博

为了确定轮胎在自由滚动条件下的温升，第一步是创建一个3D模型，然后进行充气、足迹和稳态滚动分析，如前一节所述。然后，您可以确定等效应力和应变变化在一个旋转周期，在进行计算流体动力学(CFD)分析万博Ansys流利来模拟轮胎上方的气流，并将数据导出到机械系统，以求解模型并确定温度的升高。

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用轮胎模拟限制噪声

随着电动汽车越来越普遍，乘客的舒适度变得至关重要。传统上，内燃机(IC)的噪音有助于掩盖轮胎噪音，但使用静音电动动力系统，您需要确保轮胎噪音保持在较低的水平。

在机械，您可以执行轮胎路面噪声预测使用谐波分析。利用稳态滚动分析和预应力模态分析数据，提取路面韧性数据和接触路径上的激励节点，进行谐波分析。

得益于仿真技术，轮胎技术已经取得了进步，可以提供平稳、安全的驾驶体验。要了解更多关于优化冬季轮胎的知识，观看点播网络研讨会:“分析和模拟轮胎”。