Tire/Road Contact Dynamics using Flexible Multibody Dynamics

使用灵活多体动力学的轮胎/道路接触动力学

• 批准号: 19760149
• 负责人: 杉山 博之
• 金额: $ 2.39万
• 依托单位: Tokyo University of Science (2008-2009)Osaka City University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19760149/
• 关键词: マルチボディダイナミクス; タイヤ; 接触力学; 非線形有限要素法; 接触

In this investigation, a nonlinear elastic ring tire model is developed. The elastic deformation of the tire belt is modeled using the finite element absolute nodal coordinate formulation which allows for describing large rotational motion and the nonlinear inertia effects ; the curved structure of the tire belt ; and moving boundary resulting from the tread and road interaction. Using a concept of elastic ring tire models, the sidewall flexibility of a tire is modeled using circumferential and radial springs and dampers defined between the belt and rim, while the tangential tire force is modeled using friction elements defined at contact nodes defined within the curved belt elements. Furthermore, a tire testing machine is developed and used for validating the proposed tire model. Good agreements are demonstrated in the modal characteristics of tires and the bump clearance characteristics obtained using the experiments and the numerical model. It is demonstrated that the proposed tire model can properly account for the dynamic coupling of contact forces and structural vibrations of tires in ride comfort and durability analyses.

在这项研究中，一个非线性弹性环轮胎模型。轮胎带束层的弹性变形建模使用有限元绝对节点坐标公式，该公式允许描述大的旋转运动和非线性惯性效应;轮胎带束层的弯曲结构;以及由胎面和道路相互作用产生的移动边界。使用弹性环轮胎模型的概念，轮胎的侧壁柔性使用限定在带束层和轮辋之间的周向和径向弹簧和阻尼器来建模，而切向轮胎力使用限定在弯曲带束层元件内限定的接触节点处的摩擦元件来建模。此外，轮胎试验机的开发和用于验证所提出的轮胎模型。良好的协议被证明在轮胎的模态特性和碰撞间隙特性获得使用的实验和数值模型。结果表明，所提出的轮胎模型可以正确地考虑动态耦合的接触力和轮胎的结构振动的乘坐舒适性和耐久性分析。

项目成果

Gradient Deficient要素による大変形曲がり梁の定式化

使用梯度缺陷单元制定大变形曲梁

• 发表时间: 2009
• 作者: 杉山博之;小山博央;山下拓希
• 通讯作者: 山下拓希

Nonlinear Elastic Ring Tire Model Using the Absolute Nodal Coordinate Formulation

使用绝对节点坐标公式的非线性弹性环轮胎模型

• 发表时间: 2009
• 期刊: IMechE Journal of Multi-Body Dynamics 223
• 作者: Sugiyama;H.;Suda Y.
• 通讯作者: Suda Y.

Gradient Deficient Curved Beam Element Using the Absolute Nodal Coordinate Formulation

• DOI: 10.1115/1.4000793
• 发表时间: 2010-04
• 期刊: Journal of Computational and Nonlinear Dynamics
• 影响因子: 2
• 作者: H. Sugiyama;H. Koyama;Hiroki Yamashita

Performance of Curved Beam Elements Using the Absolute Nodal Coordinate formulation

使用绝对节点坐标公式的曲梁单元的性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Sugiyama;H.;Koyama;H.;Yamashita;H.
• 通讯作者: H.

Absolute Nodal Coordinate Formulationを用いた弾性タイヤモデルの開発

使用绝对节点坐标公式开发弹性轮胎模型

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉山博之;須田義大
• 通讯作者: 須田義大