[發明專利]輪胎受力仿真方法及其系統

無效

• 申請號: 201010147402.6
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101840449A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 黃文倩;趙春江;徐飛軍;陳立平;張瑞瑞;王秀
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;胡小永

技術領域

本發明涉及動力學仿真技術領域，尤其涉及一種輪胎受力仿真方法及其系統。

背景技術

拖拉機作為動力機械，在農業上有著廣泛的應用。輪式拖拉機在整機結構的先進性、使用的可靠性、轉彎的靈活性及作業的適用范圍等方面均優于履帶式拖拉機。尤其是輪胎對路面破壞作用小這一點，使得輪式拖拉機成為在農業生產中普遍使用的動力機械。

然而，因為拖拉機工作環境較為復雜，無論是道路運行還是田間作業都要受到各種條件和環境的影響，尤其是土壤地面的特殊性和作業路況的復雜性，且輪胎與地面間存在大量接觸碰撞，使得分析拖拉機在軟土路面上運動時的輪胎受力很困難，早期主要用純數學建模方式對輪胎受力進行研究，很難建立準確的動力學模型。

隨著地面力學以及多體動力學軟件的發展和完善，為研究輪式拖拉機在軟土路面上運動時的輪胎受力仿真分析提供了理論與技術支持。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提高輪胎受力分析的準確性。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種輪胎受力仿真方法，該方法包括步驟：

S1.根據設定的結構參數，對仿真對象的選定零部件進行三維建模，建立其車身模型及輪胎模型；

S2.根據部件之間的相對運動關系，對模型添加約束、負載及驅動；

S3.建立路面模型，設置輪胎的加載類型及輪胎與路面的接觸參數；

S4.設置仿真步數、仿真時間，開始仿真并獲取輪胎的受力仿真數據。

2、如權利要求1所述的輪胎受力仿真方法，其特征在于，步驟S4后進一步包括：

S5.若所述受力仿真數據符合設定要求，則結束仿真，否則，根據所述受力仿真數據調整結構參數，返回執行步驟S2。

其中，在步驟S1中，選定零部件模型通過多體系統動力學仿真軟件RecurDyn建立，其中，輪胎模型通過所述軟件的Soil?Tire模塊建立。

其中，在步驟S1中，輪胎模型通過多體系統動力學仿真軟件RecurDyn的Soil?Tire模塊建立，除輪胎外的選定零部件模型通過計算機輔助設計軟件建立后導入所述多體系統動力學仿真軟件RecurDyn。

其中，在步驟S3中，所述路面模型以及輪胎與路面的接觸參數通過多體系統動力學仿真軟件RecurDyn建立和設置。

一種輪胎受力仿真系統，其特征在于，該系統包括：模型建立模塊，用于根據設定的結構參數，對仿真對象的選定零部件進行三維建模，建立其車身模型及輪胎模型；模型參數設置模塊，用于根據部件之間的相對運動關系，對模型添加約束、負載及驅動；路面模型建立模塊，用于建立路面模型，設置輪胎的加載類型及輪胎與路面的接觸參數；仿真模塊，設置仿真步數、仿真時間，開始仿真并獲取輪胎的受力仿真數據。

其中，該系統還包括：優化模塊，用于在所述受力仿真數據符合設定要求時，結束仿真，否則，以所述受力仿真數據為參考，調整結構參數，輸入模型建立模塊。

其中，模型建立模塊為多體系統動力學仿真軟件RecurDyn。

其中，模型建立模塊進一步包括：輪胎模型建立單元，用于建立輪胎模型，為多體系統動力學仿真軟件RecurDyn的Soil?Tire模塊；零部件模型建立單元，用于建立除輪胎外的選定零部件模型并將其導入所述多體系統動力學仿真軟件RecurDyn，為三維建模軟件入。

其中，路面模型建立模塊為多體系統動力學仿真軟件RecurDyn。

(三)有益效果

本發明的方法及系統，采用多體動力學仿真軟件RecurDyn實現輪式拖拉機在軟路面上運動時輪胎與路面相互作用過程的仿真分析，獲得輪胎的變形、縱向速度、滑轉率、垂直負載、運動阻力、牽引力和輪胎扭矩等受力仿真數據，可以和實際試驗結合，用于確定輪胎在不同土壤類型下的牽引性能、結構參數(輪胎寬度、輪胎直徑等)和使用參數(行駛速度、滑轉率等)之間的關系，在此基礎上為仿真對象的整機結構優化分析設計和不同土壤類型下驅動輪的設計提供幫助。采用計算機仿真技術能有效減少實際試驗的次數，加快產品開發進度，降低開發成本，提高產品的性能。

附圖說明

圖1為依照本發明一種實施方式的輪胎受力仿真方法流程圖；

圖2為實施例的輪胎受力仿真方法流程圖。

具體實施方式

本發明提出的輪胎受力仿真方法及其系統，結合附圖和實施例詳細說明如下。