论文部分内容阅读
轮胎是汽车上的重要部件之一,随着轮胎力学性能的逐步改善,轮胎具有良好的承载性能、制动性能、转向性能、抗湿滑性能、耐久性能等。随着汽车使用量的增加,现今汽车产业对于轮胎噪声特性也不断提出新的要求。2009/1222/EC欧盟轮胎标签法规于2012年11月1日实施,该法规规定了各种型号轮胎的具体噪声限值,其它各国也陆续制定出越来越严格的轮胎噪声法规。近几年来,我国轿车轮胎出口率高达80%以上,欧盟标签法案的出台及实施,对我国轮胎业带来了巨大压力。要想解决技术性贸易壁垒问题,则必须克服技术瓶颈,研发出高水平高质量轮胎。轮胎噪声的主要贡献源是泵气噪声,由于泵气噪声的复杂性,目前,对于泵气噪声的研究还处于试探摸索阶段。 本文在总结前人的研究成果的基础上,针对轮胎泵气噪声开发出一套仿真计算花纹沟泵气噪声的方法,该方法考虑了轮胎花纹沟底部各个部位的瞬时位移和速度,结合有限元仿真和计算流体力学采用离散步的方式对三种花纹块模型进行了流场仿真计算。开发该方法的目的是对不同结构花纹轮胎泵气噪声进行定性对比评估,旨在判断花纹沟结构对轮胎泵气噪声性能的影响,区分不同花纹轮胎的噪声性能优劣,用于指导低噪声轮胎设计。 本文建立了三种花纹整胎模型,对其滚动状态下的空气动力学效应进行流场仿真,比较在不同工况下三种花纹轮胎周围流场的压力情况以及相同工况下三种轮胎模型的压力情况。依据整胎滚动对周围流场的扰动产生的噪声较小,将计算模型简化为三种花纹块来研究轮胎泵气噪声。 为了真实地描述轮胎滚动过程中花纹沟槽底部的变形对流场的影响,在有限元软件Ab aq us/Exp lic it中仿真轮胎滚动过程后,将花纹块在泵气过程中花纹沟槽表面节点的位置、速度信息导出,运用节点位置信息在G amb it中建立计算域内边界,节点速度信息运用UDF赋给流场内边界作为Flue nt计算的边界条件,实现单向流固耦合。 在实现以上计算过程中,需要运用VC对G amb it和Flue nt进行二次开发,开发程序可以完成大量数据处理以及大量重复性操作,实现流场自动建模,划分网格,导出.msh文件,自动设置边界条件进行仿真计算,导出所需压力场文件。 运用以上方法对三种花纹块外流场进行仿真,分析了花纹沟槽内压力变化情况,验证泵气噪声机理,并运用压力场信息向远场点积分求解噪声,对比评估三种花纹块模型的噪声性能,表明三种花纹块模型中,横沟花纹模型产生的泵气噪声最大,纵沟模型最小,混合沟模型介于二者之间,达到了开发此方法的目的。