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随着技术与社会的发展,人们对汽车的舒适性与平顺性要求越来越高。轮胎作为车辆与地面接触的唯一部件,其减震性能对车辆的这两个性能影响较大。研究轮胎在不平路面上滚动过凸块的瞬态性能,对提高车辆的平顺性以及舒适性具有很重要的意义。传统评价方法依赖高速转鼓试验机进行不同工况的轮胎cleat-test试验,现代设计方法可以通过有限元仿真分析,在设计阶段实现轮胎瞬态性能的评价。本文正是基于有限元方法,对轮胎的越障性能进行仿真分析,在仿真结果得到试验确认的基础上,仿真研究轮胎在各种越障工况下的瞬态性能。首先,利用HYPERMESH与ABAQUS有限元软件,联合建立了某型号轮胎的二维有限元仿真模型,并依次对其进行了二维充气、二维保压仿真分析。通过旋转二维模型得到了轮胎三维有限元模型,并进行了三维保压仿真分析。然后,利用建立完成的轮胎有限元模型,进行轮胎的径向刚度、纵向刚度以及包覆刚度仿真分析,以评价与轮胎越障性能评价紧密相关的有限元轮胎静力学特性。轮胎三刚度的仿真结果与试验结果的一致性较好,验证了轮胎有限元模型静态特性的合理性。最后,利用隐式分析与显式分析相结合的方法研究了轮胎的瞬态特性,在隐式分析中(ABAQUS/Standard)实现轮胎的充气与加载,通过稳态传输仿真分析获得轮胎特定速度的自由滚动状态后,利用数据传递功能将自由滚动状态传递至ABAQUS/Explicit中,进行cleat-test试验四种工况的显式仿真分析。越障过程中四种工况的轮胎瞬态响应仿真结果与试验结果进行对比,确认了有限元仿真分析方法在轮胎瞬态特性评价方面的有效性。并且,论文进一步仿真研究了冲击速度、垂向载荷以及凸块尺寸对轮胎瞬态特性的影响。综上所述,轮胎瞬态特性的有限元仿真分析方法,不仅可以为轮胎企业快速提升开发效率提供有效的技术支持,还可以为整车企业研究汽车的平顺性与舒适性等特性服务。所以,本文的研究成果具有重要的工程应用价值。