航空轮胎结构设计CAE工业软件SuperTire（5）超弹性结构有限元计算_Abaqus_航空

航空轮胎结构设计CAE工业软件SuperTire（5）超弹性结构有限元计算

超弹性结构表现为不可压缩或近似不可压缩性质，对其进行有限元计算时，会出现“体积闭锁”问题。SuperTire软件采用混合有限元技术解决“体积闭锁”问题，基于三场混合变分原理，推导了关于位移、静水压力以及体积改变率的混合变分方程，给出了有限元离散格式，实现了超弹性结构的有限元计算。

应用案例

图 1 单轴拉伸试样

为了验证软件的精度，对试样进行单轴拉伸仿真计算，分别采用SuperTire和Abaqus软件对1/4模型进行有限元分析。模型采用了六面体单元与2参数Mooney-Rivlin本构模型。

图 2 SuperTire软件界面

图 3 SuperTire软件有限元建模界面：(a) 材料设置；(b) 位移边界设置；(c) 载荷边界设置

为了显示拉伸试样的变形情况，需对计算结果进行对称操作。


(a) Abaqus	(b) SuperTire

图 4 位移计算结果


(a) Abaqus	(b) SuperTire

图 5 Mises应力计算结果

通过对比计算结果，可以看出SuperTire软件与Abaqus软件云图趋势一致，误差小于1%。

来源：结构设计CAE工业软件研发

轮胎结构设计CAE工业软件SuperTire:（4）流程自动化建模

0引言 PreTire是航空轮胎结构设计软件SupreTire的前处理建模软件，主要有几何自动处理、网格自动生成、边界条件自动设置三大模块。软件部分GUI界面如下图所示，操作简单方便，功能一键化。 1几何自动处理导入CAD模型后PreTire可快速处理线模型，生成平面模型。 2网格自动划分 1PreTire具有基体网格单元和帘线单元自动生成功能，快速从平面几何模型生成轮胎网格模型。2同时，自动化帘线切割也实现了帘线单元与基体单元的一一对应关系，提高了建模效率和精度。 3三维模型生成及边界条件施加 PreTire可一键生成三维模型，并自动生成边界条件(包括载荷、约束、接触、内埋关系设置等)。 4结论 PreTire实现了建模流程的规范化与自动化，降低了建模出错率。相对于手动建模方式，提高了有限元建模效率，效率提高了80%。来源：结构设计CAE工业软件研发