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轮胎的热状况是影响其使用寿命的关键因素之一。本文以机械弹性车轮为研究对象,建立合理的有限元模型,利用有限元分析软件对其力场、稳态温度场和非稳态温度场进行研究,并基于稳态温度场的研究数据,建立拟合模型,为结构设计和选材奠定基础。具体成果如下:(1)详细阐述机械弹性车轮的结构及工作原理,并在此基础上进行合理的简化,在三维建模软件CATIA中建立其几何模型,利用ANSYS软件进行有限元网格划分、材料属性设置等前处理工作,然后进行静载分析,并将结果与理论受力分析的结果比较,验证有限元模型的合理性。(2)采用MATLAB语言编制程序,用傅里叶级数来拟合应力、应变变化,进而计算出稳态温度场的生热率,作为内热源,利用ANSYS软件进行稳态温度场的有限元分析,得出接地断面的温度场分布状况,得出在车速v?km/h60、橡胶材料损耗因子?08.0sin?、环境温度C22?T?的情况下,最高温度达到C65?,并分析胎面胶的材料参数和断面宽度对稳态温度场最高温度的影响。在有限元分析的基础上,利用多元线性回归的方法,建立稳态温度场最高温度的拟合模型,为机械弹性车轮结构设计和胎面胶的初步选择提供指导。(3)对摩擦生热进行数值分析,应用Hertz接触理论分析车轮与路面接地情况,根据摩擦生热的机理,推导出胎面温度的计算公式,为验证后续有限元分析的结果奠定基础。选择合适的结构单元,采用ANSYS Workbench与Mechanical APDL联合仿真的方法进行机械弹性车轮与路面摩擦生热的研究,模拟只考虑滞后生热和同时考虑滞后生热、摩擦生热两种情况下的非稳态温度场,并比较分析二者的温升规律,发现在车速v?km/h70时,只考虑滞后生热和同时考虑两种生热的情况下,起动阶段的温差较大,后者的最高温度达到了C140?。