تحلیل غلتش پایدار یک تایر

این مثال، استفاده از انتقال حالت پایدار در آباکوس را برای مدل‌سازی برهمکنش دینامیکی حالت پایدار بین یک تایر در حال غلتش و یک سطح صلب نشان می‌دهد.

در این صفحه بحث می‌شود:

شرح مسئله و تعریف مدل
بارگیری
نتایج و بحث
تقدیرنامه‌ها
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام
محصولات آباکوس/استاندارد

تحلیل انتقال حالت پایدار از یک چارچوب مرجع متحرک استفاده می‌کند که در آن چرخش جسم صلب به روش اویلری و تغییر شکل به روش لاگرانژی توصیف می‌شود. این توصیف سینماتیکی، مسئله تماس در حال حرکت پایدار را به یک شبیه‌سازی کاملاً وابسته به مکان تبدیل می‌کند. بنابراین، شبکه فقط باید در ناحیه تماس اصلاح شود – حرکت پایدار، ماده را از طریق شبکه منتقل می‌کند. اثرات اصطکاک، اثرات اینرسی و اثرات تاریخچه در ماده، همگی می‌توانند در تحلیل انتقال حالت پایدار در نظر گرفته شوند.

هدف از این تحلیل، بدست آوردن جواب‌های تعادل غلتش آزاد یک تایر ۱۷۵ SR14 است که با سرعت زمینی ۱۰.۰ کیلومتر بر ساعت (۲.۷۷۷۸ متر بر ثانیه) در زوایای لغزش مختلف روی یک سطح صاف و صلب حرکت می‌کند. زاویه لغزش، زاویه بین جهت حرکت و صفحه عمود بر محور تایر است. غلتش مستقیم در زاویه لغزش ۰.۰ درجه رخ می‌دهد. برای اهداف مقایسه‌ای، ما همچنین تحلیلی از چرخش تایر در یک موقعیت ثابت روی یک درام صلب با قطر ۱.۵ متر را در نظر می‌گیریم. درام با سرعت زاویه‌ای ۳.۷ رادیان بر ثانیه می‌چرخد، به طوری که یک نقطه روی سطح درام با سرعت لحظه‌ای ۱۰.۰ کیلومتر بر ساعت (۲.۷۷۷۸ متر بر ثانیه) حرکت می‌کند. مورد دیگری که ارائه شده است، نیروی کمبر ناشی از اعمال کمبر به تایر در شرایط غلتش آزاد را بررسی می‌کند. این همچنین ما را قادر می‌سازد تا سختی نیروی کمبر را محاسبه کنیم.

یک راه‌حل تعادلی برای مسئله غلتش تایر که گشتاور صفر، T ، به دور محور اعمال می‌کند، راه‌حل غلتش آزاد نامیده می‌شود. یک راه‌حل تعادلی با گشتاور غیر صفر، بسته به جهت T ، راه‌حل کشش یا ترمز نامیده می‌شود . ترمز زمانی اتفاق می‌افتد که سرعت زاویه‌ای تایر به اندازه‌ای کوچک باشد که برخی یا همه نقاط تماس بین تایر و جاده در حال لغزش باشند و گشتاور حاصل روی تایر در جهت مخالف سرعت زاویه‌ای راه‌حل غلتش آزاد عمل کند. به طور مشابه، کشش زمانی اتفاق می‌افتد که سرعت زاویه‌ای تایر به اندازه‌ای بزرگ باشد که برخی یا همه نقاط تماس بین تایر و جاده در حال لغزش باشند و گشتاور حاصل روی تایر در جهتی مشابه سرعت زاویه‌ای راه‌حل غلتش آزاد عمل کند. ترمز یا کشش کامل زمانی اتفاق می‌افتد که همه نقاط تماس بین تایر و جاده در حال لغزش باشند.