一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和程序产品与流程

本发明涉及轮胎设计，尤其涉及一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和计算机程序产品。

背景技术：

1、轮胎是车辆与路面接触的唯一部件，车辆的多种性能是通过轮胎与路面之间面积很小的接地印痕发挥，例如，制动、牵引、转向等，并且轮胎的滚动阻力、噪声和抗磨性能等也与其接地印痕相关，因此，一直以来，接地印痕是轮胎性能评判的首个测试项目，其重要性不言而喻。随着计算机及计算力学的发展，数值模拟技术已成功应用于轮胎性能分析，并已日趋成熟。目前，轮胎性能的数值模拟基本均基于通用商业软件系统，例如abaqus、ansys、marc等，这些商业软件所自带的后处理能够直接方便的获得轮胎接地印痕的面积、接地压力分布云图等信息，但对于轮胎设计工程师而言这些信息不够全面和直观。

2、尤其对于接地印痕的长度和宽度等信息很难准确提取，这主要是由于数值模拟计算结果为节点数据，在接地印痕长度方向和宽度方向需要进行插值，即计算结果中具有压力值的最边缘节点a一般不是真正的边缘，而与其相邻的远离接地印痕中心的节点b压力值为0，但其也并非真正的边缘，真正的边缘处于这两个节点中间，如果以a点作为边缘点则提取的接地印痕信息偏小，如果以b点作为边缘点则提取的接地印痕信息偏大。同时，由于轮胎数值模拟模型在周向的网格尺寸较长，在轮胎宽度方向的网格尺寸不一，因工程师的网格划分目标而异，如果手动拾取则会产生较大的误差，不同工程师测量的结果各异，而且，通用数值模拟商业软件处理轮胎接地印痕云图只能提供视觉上的定性感知，无法准确提供定量的参数指标，缺乏统一的标准，不利于性能分析和评判。

3、因此有必要发明一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，实现轮胎接地印痕信息的快速、准确和规范化提取。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，实现轮胎接地印痕信息的快速、准确和规范化提取。

2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

3、一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，该方法包括以下的步骤：

4、1)获取轮胎模型变形后的节点坐标信息

5、读取轮胎数值模拟结果文件，轮胎模型中与路面可能发生接触的表面节点的节点坐标信息，包括节点编号ni，节点的xi，yi和zi坐标值；

6、2)获取轮胎模型中的单元组成信息

7、主要指轮胎模型中与路面可能发生接触的表面单元组成信息，包括单元编号ej，组成表面的4个节点的节点编号，nj1，nj2，nj3，nj4；

8、3)获取节点的接地压力或压强信息

9、读取轮胎模型的数值模拟计算结果文件，获得接地节点的接地压力信息，包括节点编号nk，与其对应的接地压力pk；

10、4)获取接地节点的坐标极值节点

11、以路面所在平面为x-y平面，y方向为轮胎接地印痕宽度方向，x方向为轮胎接地印痕长度方向，通过步骤3)可获得接地节点，然后比较接地的x和y坐标，获得x坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作nxmax和nxmin，以及y坐标最大和最小的两个节点，其节点编号分别记作nymax和nymin；

12、5)获取接地节点的坐标极值点的相邻节点

13、对比步骤3)中获得的节点坐标值，找到与步骤4)中nxmax和nxmin节点在x方向距离最近的点，且其x坐标的绝对值大于nxmax和nxmin节点的x坐标绝对值，其编号记为noxmax和noxmin，同样，找到与步骤4)中nymax和nymin节点在y方向距离最近的点，其编号记为noymax和noymin；

14、6)对接地节点的坐标极值点与相邻节点进行插值，获得接地印痕的长和宽

15、对noxmax和nxmax节点进行线性插值，对noxmin和nxmin节点进行线性插值，设置真正接地印痕边缘的接地压力值为pedge，一般为测试轮胎接地所用设备的分辨率，pedge的取值范围为10kpa～50kpa，接地长度l根据下式计算：

16、

17、接地宽度w根据下式计算：

18、

19、7)计算接地压力的平均程度

20、根据步骤3)中的获得的节点数据，以接地压力的变异系数来表征接地压力均匀分布程度，兼顾了不同方案之间的可对比性，以接地压力的变异系数cp的计算方法为：

21、

22、其中u为接地压力的均值；cp值越小则接地压力分布越均匀。

23、通过以上方法，即可实现轮胎数值模拟接地印痕信息的自动提取，方便与实验测试结果对比及轮胎方案评判。

24、进一步，本发明还公开了所述的方法在轮胎仿真建模中的应用。

25、进一步，本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述方法。

26、进一步，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法。

27、进一步，本发明还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现所述方法。

技术特征：

1.一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：

2.根据权利要求1所述的方法在轮胎仿真建模中的应用。

3.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1所述方法。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1所述方法。

5.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被处理器执行时实现权利要求1所述方法。

技术总结
本发明涉及轮胎设计技术领域，尤其涉及一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法、应用和计算机程序产品。一种自动提取轮胎数值模拟接地印痕信息的方法，该方法包括以下的步骤：1）获取轮胎模型变形后的节点坐标信息；2）获取轮胎模型中的单元组成信息；3）获取节点的接地压力或压强信息；4）获取接地节点的坐标极值节点；5）获取接地节点的坐标极值点的相邻节点；6）对接地节点的坐标极值点与相邻节点进行插值，获得接地印痕的长和宽；7）计算接地压力的平均程度。通过以上方法，即可实现轮胎数值模拟接地印痕信息的自动提取，方便与实验测试结果对比及轮胎方案评判。

技术研发人员：崔志博,程钢,王广毅,胡德斌,郭磊磊,王剑波,黄明新,范凯歌,王丹灵,黄大业
受保护的技术使用者：中策橡胶集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14