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随着轮胎力学研究及计算机技术的发展,CAE技术、图像处理技术以及激光测距技术已被逐步引入到轮胎生产和研发过程中。CAE仿真已经成为轮胎研发的重要环节,但CAE仿真前后处理操作复杂,时间耗费量大且不容易掌握,阻碍了其在工程应用中的进一步推广。在轮胎试验中,激光测距与图像检测技术由于其非接触、高精度的特点,越来越受到研发试验人员的青睐。本文对轮胎CAE及试验技术进行研究,开发出轮胎CAE自动化建模仿真子系统和试验子系统,并集成为系统。本文采用混合编程、HYPERMESH和ABAQUS二次开发等技术实现轮胎CAE仿真流程的集成与自动化。系统包括轮胎参数化建模子系统,轮胎CAE自动化仿真计算子系统及轮胎CAE数据库。轮胎参数化建模子系统通过编写脚本,二次开发实现轮胎有限元分析网格自动生成、材料属性参数化设置等功能。轮胎CAE自动化仿真计算子系统通过编写Python脚本及MATLAB计算程序对ABAQUS进行二次开发,实现了多工况仿真条件设置,以及对轮胎不同性能的仿真自动后处理。系统在不降低有限元仿真精度的条件下,有效缩短计算时间,提升后处理效率。CAE系统数据库基于Microsoft Access构建,通过SQL结构化查询语言与其交互。数据库中存储CAE仿真过程所需数据信息,系统在建模及仿真过程中通过SQL命令对其进行调用。简化了CAE流程,避免重复操作。轮胎试验子系统主要包括轮胎荷重胎侧轮廓扫描模块、轮胎断面轮廓测量模块、轮胎接地印痕几何量提取模块。本文采用计算机视觉和图像处理技术开发了高精度、低成本的轮胎荷重胎侧扫描模块,实现了非接触式提取轮胎荷重胎侧轮廓扫描。轮胎断面轮廓测量模块采用激光三角测距原理,搭建模块软硬件系统。系统由三部分组成:用于调整轮胎断面位置的直流电机;用于驱动激光测距仪的底层位移系统;用于采集轮胎断面坐标数据的数据采集系统。实现了对轮胎断面轮廓的非接触式扫描。轮胎接地印痕几何量提取模块将图像处理技术应用到轮胎接地印痕几何特征测量领域,提出了一种轮胎接地几何特征提取方法。该方法通过扫描全彩图片,在计算机中精确重构了轮胎接地印痕。通过图像处理获取接地印痕的几何信息,实现了对其几何参数快速测量,并通过试验验证了本系统的精度,系统相对误差在1%左右。