一种防爆金属车轮编织胎体的振动模态分析

摘要

设计了一种非充气全金属网面轮胎结构，避免了轮胎因扎刺或弹片侵彻等引起的爆胎问题，适用于星球探测车和军民用轮式车辆等。针对编织胎体中各金属螺旋弹簧相互缠绕、接触点众多的特点，利用ANSA、ABAQUS软件及二次开发技术，建立胎体有限元模型，进行自由和约束模态仿真分析；基于柔性梁理论，建立考虑胎体面内弯曲、弹簧预紧力和胎侧分段刚度的胎面-胎侧耦合动力学模型；加工与235/70 R16型号充气轮胎同尺寸的轮胎试件，开展车轮模态试验，并利用改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization, IPSO)对胎体模型做了参数辨识。分析结果表明：在0～300 Hz,仿真和理论模型能较好地表征编织胎体的振动模态与传递特性，并将分析频率扩展至500 Hz;固定轮辋会降低胎体低阶模态的固有频率，对高阶模态影响较小。

关键词

金属轮胎 / 有限元仿真 / 动力学建模 / 模态试验 / 参数辨识