也说轮胎转动惯量的计算

也说轮胎转动惯量的计算 20现代橡胶技术2010年第36卷 也说轮胎转动惯量的计算 粟定华,傅云翠 (曙光橡胶工业研究 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 院,广西桂林541004) 摘要:以Excel为平台进行软件二次开发,只需轮胎材料分布图及相关设计参数即 可实现轮胎转动惯量的计算.该程 序操作简单便捷,计算结果准确. 关键词:二次开发;程序;轮胎:转动惯量 1目的和意义 随着我国航空与汽车工业技术的发展,在计 对飞机或汽车各种运动 算机仿真技术的支持下, 状态的动力学计算精度也要求越来越高.轮胎作 为飞机或汽车不可缺少的组成部分,设计者通常 会要求轮胎配套厂家提供轮胎的转动惯量作为计 算的依据. 获得轮胎转动惯量的途径有两种:实际测量 和理论计算….本文阐述一种理论计算方法.该 方法以轮胎的几何模型和有关参数为依据,通过 Excel表格和VB编程技术,编制出胶料部件和骨 架部件的转动惯量计算程序,实现轮胎转动惯量 的计算. 2计算原理 由于轮胎是回转体(如图1所示),轮胎的惯 量系数矩阵如下: 图1轮胎坐标系 作者简介:粟定华(1972一),男,广西桂林市人,高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师, 主要从事机械设计,轮胎力学分析和软件编程等工作. 『00] 式中:,二100I,其中=.l 00J 由上式可见,轮胎的惯性积均为0,且有= L,我们只需要求轮胎对,z两个坐标轴的转动惯 量就可以了. 轮胎是由多个部件组成,轮胎的转动惯量是 各个部件的转动惯量的总和. 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 如下: I=t 轮胎的部件大致可分为两类:纯橡胶部件和 复合材料部件(挂胶帘布和挂胶钢丝).复合材料 部件又包括橡胶基体(挂胶)和骨架材料(帘线和 钢丝).由于同一层帘线的密度(间隔)在不同部 位也会有变化,因此骨架材料应当单独计算.故 需要建立两个模型:一个是橡胶部件模型,包括纯 橡胶部件和橡胶基体部件;另一个是骨架部件模 型,包括帘线和钢丝等. 在计算之前,首先应根据轮胎的材料分布图 建立轮胎的几何模型.由于轮胎是回转体,且回 转截面左右对称,因此可以取轮胎截面的一半来 建模.橡胶几何模型由点,线,面和部件等元素组 成;骨架几何模型由点,线和部件等元素组成.详 细建模请参考轮胎轴对称模型建立的有关资 料J,这里不再赘述. 橡胶部件的计算过程:先计算部件中的所有面 的转动陨量,其累加值就是部件的转动惯量.每个 面都是由多条线首尾相接封闭而成,先算出这些线 第5期粟定华等.也说轮胎转动惯量的计算21 与转动轴线之间围成的梯形回转体的转动惯量(有 正负值,线的走向与转动轴一致则为正,反之为负), 其代数和就是面的转动惯量J.对于每条线(直线 或圆弧),把线离散成很多小段直线,每小段直线使 用圆盘的转动惯量公式进行计算. 骨架部件的计算过程:先计算部件中的所有 线的转动惯量,其累加值就是部件的转动惯量. 对于每条线(直线或圆弧),同样把线离散成很多 小段直线,每小段直线使用细杆的转动惯量公式 进行计算.对于每一层帘线,应先计算出单根帘 线的转动惯量,然后再把结果乘以帘线根数. 3程序设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和实现 从优先选用常用办公软件考虑,决定选择 EXCEL软件来实现.轮胎转动惯量计算的程序流 程如图2和图3所示.程序流程:首先读人轮胎 的几何模型和部件定义的数据文件,然后进行转 动惯量计算,最后把计算结果显示在Excel文档 广 中.可在Excel中编辑各个部件的材料密度,各个 部件的重量和转动惯量值都会随之改变.轮胎总 体转动惯量由各个部件转动惯量累加得到. 3.1橡胶材料的计算(面部件) (1)根据部件定义,计算出部件的体积() 和转动半径(R,R). = ,j 式中:,,Itrx——密度为1的转动惯量,由几何 模型计算得出; —— 部件的体积,由几何模型计算得出,参 见参考文献l3]. (2)部件的重量 m,=VrP, 式中:P,——橡胶材料密度. (3)部件的转动惯量 IrZ=m,R,=m, R 图2橡胶部件转动惯量计算的程序流程图 3.2骨架材料的计算(线部件) (1)根据部件定义计算出部件的总长度(z) 和转动半径(R,R). R&=J 式中:,,,,,——密度为1的转动惯量,由几 何模型计算得出; 由几何模型计算得出. Z——部件的总长度, (2)部件的重量 m=Z.P. 式中:p——相当骨架材料密度(单位长度的重 量),要扣除与橡胶基体重叠的部分; "rrd PcP,一Pr 22现代橡胶技术2010年第36卷 式中:——骨架材料密度(单位长度的重量); P——基体材料密度; 骨架材料的单根直径. (3)部件的转动惯量 =rn尺,=m尺 图3骨架部件转动惯量计算的程序流程图 3.3轮胎总体的计算 (1)轮胎的体积()是有面部钵积的累加: V:? (2)轮胎的重量(m)是所有部件重量的累加: m:?m+?m (3)轮胎转动惯量(,)是所有部件转动惯 量的累加: l::l+?I,l=?I+?Ic (4)轮胎的转动半径(R:,R)的计算: = 4操作步骤和软件界面 (1)首先输入橡胶模型文件名和骨架模型文 件名. (2)运行宏"轮胎转动惯量计算",程序根据 几何模型进行计算.在Excel表格中依次列出所 并计算出各个部件的体积(或总长度) 有部件名, 和转动半径.图4中下表的编号,部件名,体 总长,转动半径(R,R,R)列数值均为程序计算 结果. (2)如果几何模型是半边轮胎,须在"总计" 行的"系数"项输入2,否则输人1. (3)在"密度"列中手工输人各个部件的材料 密度.Excel公式将自动计算出各部件的重量,转 动惯量(I,I,I);接着在"总计"行中汇总,得到 轮胎的体积,重量和转动惯量(I.,I,I),最后计 算出轮胎的转动半径(R,R,R). 注意:橡胶部件的密度单位是单位体积的重 量(Mg/m),骨架部件的密度单位是单位长度的 重量(g/m).在输入骨架密度时,应当扣除橡胶 基体与骨架材料的重叠部分. 图4Excel轮胎转动惯量计算表 第5期粟定华等.也说轮胎转动惯量的计算23 5程序应用结果 该程序已在多个规格的轮胎设计中得到验 证,是一个非常实用的计算程序.实践证明,该计 算方法适用于各种类型轮胎的转动惯量计算,其 计算结果准确,操作简单便捷,可以提高计算精度 和工作效率. 参考文献: 『1]冯希金,闫福江,单国玲.有限元方法在轮胎转动惯量和胶部 ? +"+—--+一+一+一+—? 资讯速递 件体积计算中的应用[J].轮胎工业,2005,25(12):707— 7lO. 高峰,粟定华,等.斜交轮胎三维有限元建模方法 [2]王泽鹏, [J].轮胎工业,2007,27(7):394—398. [3]粟定华.CAD二次开发程序在轮胎硫化胶囊体积及表面积计 算中的应用[J].橡胶科技市场,2009,7(7):17一l9. [4]粟定华.基于AutoCAD和Excel的轮胎成型机头宽度计算 [J].橡胶科技市场,2010,8(1):17—20. 一 +"—卜一—-卜一—-卜一—?卜"—卜"— 赢创决定剥离旗下炭黑业务 赢创工业集团决定剥离旗下炭黑业务.该公 司董事会主席日前表示,公司的目标是找到一种 同时有益于客户,员工和业务伙伴的解决方案. 该业务的剥离将为炭黑业务的持续投资提供最佳 的基础和新的增长前景,并确保未来长期的就业 机会. 赢创工业集团生产和销售用于橡胶和轮胎行业 的炭黑,以及应用于涂料,塑料,印刷油墨以及墨粉等 领域的色素炭黑.赢创的炭黑业务全球排名第二, 拥有众多优质着名的品牌.分布在全球12个国家的 1700名员工共创造约1O亿欧元的销售额. 赢创80%的化工业务处于全球领先地位.集 团于2009年采取了新的战略,宣布将会继续精简 业务,投资焦点将更多的关注重点增长行业.战 略投资发展将与全球三大趋势,即能源效率,健康 和营养,技术全球化相结合.此举旨在进一步突 出赢创全球领先特种化工企业的地位.董事会决 定集中投资于发展潜力高于平均水平的业务领 域.此外由于旗下化工业务的高度整合,以及亚 的重要性,赢创认为剥离炭黑业 洲市场持续增长 务将使其获得更好的发展.炭黑已不是赢创的核 心业务,并于早先已作为一个独立的法人实体拆 分出来. 自今年年初开始,赢创就以创造价值为目的 深人考察炭黑业务未来的发展方向,现已聘请投 资银行着手筹备剥离事宜.(朱永康供稿) 普利司通将在印度投资260亿卢比扩大轮胎产能 13本普利司通公司10月上旬表示, 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 在印 度中央邦科达(Kheda)的工厂生产载重车和乘用 车子午胎.该公司还计划在查坎(Chakan)设立新 厂来增加乘用车子午胎和载重车轮胎的产能.这 两个工厂的总投资金额将达260亿卢比. 据悉,新的卡车轮胎厂将于2011年5月开始 运营,初期每天将生产200条轮胎.2006年普利 司通公司通过生产适用于印度道路状况的子午胎 进军印度市场.印度经济的快速增长带动了汽车 产业发展,载重车和乘用车子午轮胎的需求也不 断增长. 印度媒体报道称,普利司通公司希望占据 印度不断增长的乘用轮胎市场的三分之一,在 提升生产能力的同时,正扩大全国各地的经销 网络.该公司已把印度确定为亚太地区显着增 长的市场,而它对美国和欧洲的扩张则采取观 望政策.预计到2011年年中,普利司通(印 度)公司产能将提高40%,届时轮胎产量将达 15000条/日. (宇虹供稿)