橡胶科技前沿：航空轮胎的热力耦合仿真与优化设计

导读：2024年8月23—25日，第20届中国CAE工程分析技术年会暨第6届中国数字仿真论坛在北京顺利举办。吸引了来自航空航天、机械制造、汽车、船舶、土木工程、军工兵器、医疗生物、石油化工、大数据、物联网等诸多行业的700余名线下代表以及12000多名线上代表参会，推动我国仿真技术发展和振兴民族自主CAE软件发挥重要作用。

其中北京化工大学李凡珠副教授主讲的《橡胶材料及制品疲劳失效热力耦合仿真分析》报告介绍非线性材料力学-粘弹性与超弹性、轮胎和弹性元件的刚度分析、橡胶弹性元件疲劳耐久分析以和多尺度模拟与联合仿真分析技术，引发了汽车及轮胎橡胶材料行业的高度关注。

一、写在文前

我们知道，航空轮胎是飞机起飞、着陆和滑行过程中承受地面载荷并缓和冲击的唯一接地部件，其性能对飞行安全具有至关重要的影响。提升航空轮胎的服役性能和疲劳寿命一直备受关注。而疲劳是橡胶工业和轮胎工业领域重点关注的问题。可靠的橡胶材料疲劳寿命预测方法可在较低的成本下指导高耐久轮胎和橡胶制品的优化设计。有限元分析法可以有效地解决试验测试的部分短板，是研究弹性体材料热力耦合疲劳的有效手段，但这离不开橡胶材料可靠的本构方程。

基于此背景，9月26日20时，由仿真秀主办的2024航空航天设计仿真技术交流月第三期线上报告会将邀请北京化工大学李凡珠副教授做《航空橡胶轮胎材料及制品疲劳失效的热力耦合仿真分析》线上讲座，本直播报告针对弹性体超弹性本构模型（近百种）、粘弹性模型、热力耦合分析方法、疲劳寿命仿真方法、裂纹扩展影响机制、航空轮胎有限元仿真优化设计进行介绍，以下是具体安排。

二、航空橡胶轮胎材料线上报告会

1、主讲嘉宾

李凡珠  仿真秀特邀专家

北京化工大学材料科学与工程学院，副教授，工学博士，2017年博士毕业于北京化工大学，师从张立群院士。

主要研究方向包括橡胶疲劳失效机理及寿命预测、弹性体复合材料本构理论、聚合物材料的跨尺度模拟、高耐久橡胶制品优化设计等。作为项目负责人,承担/完成国家自然科学基金青年基金和面上基金项目、国家重点研发计划子课题等国家级项目7项，企事业单位委托项目10余项。

目前以第一作者或通讯作者身份在国内外重要学术期刊发表论文50余篇，其中SCI收录期刊论文 28篇。申请发明专利5项，获得软件著作权7项，参编国家标准1项。《临近空间探空气球材料与技术湖南省重点实验室》学术带头人、 《中国橡胶工业协会》橡胶测试专家、《轮胎工业》期刊编委等。

2、课题组代表性论文10篇

三、2024航空航天设计仿真先进技术交流月

航空航天领域是一个高风险行业，任何细微的设计缺陷都可能导致严重的后果。设计仿真技术可以在研发早期发现并解决潜在的问题，从而降低研发风险。通过仿真模拟飞行器的各种工况和故障模式，工程师可以评估其安全性和可靠性，并制定相应的应对措施。

设计仿真技术还可以模拟飞行器的气动性能、结构强度、热防护等多个方面的性能参数。工程师可以根据仿真结果对设计进行迭代优化，以提高飞行器的整体性能。例如，通过仿真分析飞行器的气动布局，可以优化其升阻比，提高飞行效率；通过仿真评估飞行器的结构强度，可以确保其在极端条件下的安全性和可靠性。

9月11日-10月31日，由仿真秀主办的2024航空航天设计仿真技术交流月将围绕“航发燃烧室仿真、飞行器流固耦合仿真、航空产品的热学设计与仿真、无人机结构强度疲劳分析、反射器结构优化、航空橡胶轮胎疲劳失效的热力耦合分析、航空部件的塑性加工分析、载人航天热分析和航空复合材料强度分析等主题组织九场线上讲座。旨在帮助学习者掌握设计仿真关键技术和解决企业（科研机构）产品研发中遇到技术难点和痛点。

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