轮胎花纹噪声仿真系统

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轮胎振动噪声的数值模拟

学边界元计算轮胎的低频振动噪声，对该方法的有并
面定义为刚性平面，拟了轮胎匀速滚动的动态过程。模在此过程中，轮胎与地面之间存在的相对滑动摩擦将导致接地区附近存在随时问变化的水平位移，而使从
阶径向、侧向复合振动以及胎侧、胎面局部振动。其中２阶径向振动噪声和胎面局部振动噪声幅度较大且容易传人车内，影响乘坐舒适性，应该作为降低轮胎低频振动噪声的重点。还揭示了轮胎噪声声压幅值随着速度升高而迅速增大；随着
充气压力和载荷的增减，轮胎刚度发生变化，从而导致振动噪声的改变，但变化幅值很小，且无明显规律。
动而引发的低频噪声一直被认为是轮胎主要的噪声源之一ｌ“ｊ研究轮胎结构噪声能给降低车内噪声、ｌ，提高
效性进行初步的考评。最后利用该方法探讨轮胎低频振动噪声特性以及不同工况对轮胎振动噪声的影响。
１计算模型和流程
在５０Ｈ０ｚ以上的高频部分，而在低频部分较小，因此没有考虑胎面花纹。轮胎子午面内共划分８０个单元。三维模型由轴对称模型旋转３０度生成，向划分２０６周４等份。在轴对称模型和三维空间模型中，胎的橡胶轮部分（如胎面胶、侧胶、圈胶等）用ＣＤＲ线性胎胎采３８减缩积分单元，而骨架部分（带束层帘线，体层帘线，胎

基于CATIACAA的轮胎花纹设计及自动节距排列

基于CATIA/CAA的轮胎花纹设计及自动节距排列李　华，张　敏，程丽娜，吴东霞（中策橡胶集团有限公司，浙江杭州310018）摘要：基于CATIA参数化建模及CAA二次开发，介绍一种花纹设计方法。

花纹开发主要包括单节距花纹模板制作和整周拼接两部分。

单节距花纹模板制作包含2D线框、3D曲面及3D实体3个阶段，利用CATIA知识工程及三维建模技术，实现以规格为主要发布参数的模板封装。

利用CAA编程技术，调用单节距花纹模板，快速实现了轮胎整周花纹的拼接，可缩短轮胎开发设计周期、降低开发成本、提高设计自动化水平。

关键词：轮胎；模板；节距花纹；自动排列；CATIA；CAA二次开发中图分类号：TQ336.1＋1；TP391.7 文章编号：1006-8171（2021）01-0009-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.01.0009伴随着经济的不断发展，汽车的需求量日益增大，而轮胎在汽车行驶的舒适性和安全性方面起着重要作用。

因此，轮胎的设计变得日益重要，复杂程度也逐渐上升，胎面花纹形状千变万化，结构复杂，常需要耗费大量设计时间。

二维图形设计已经无法满足轮胎设计要求，众多轮胎企业纷纷采用CATIA，UG和SolidWorks等三维软件进行轮胎设计开发，显著缩短了轮胎的开发周期，同时伴随着设计自动化程度的提高，轮胎的设计质量也得到了明显提升[1]。

胎面花纹对噪声、滚动阻力和滑水等轮胎性能有重要影响[2-5]，是轮胎产品设计的重要组成部分。

改进胎面花纹的设计方法、优化设计系统是提高轮胎质量的重要途径[6]。

国外研究者积累了丰富的轮胎花纹设计经验和技术。

S.Fujiwara 等[7]通过研究轮胎花纹沟槽产生谐振频率的原理，提出了可以降低花纹沟噪声的稳态花纹设计方法。

W.Strache等[8]将虚拟开发技术应用到轮胎花纹设计过程中，可缩短开发周期和降低开发成本。

C.H.Chu等[9]在分析轮胎及其花纹特点的基础上，借助CATIA提供的CAA-RADE开发工具，实现了轮胎三维花纹的快速化设计。

基于FSI方法的轮胎横向花纹沟泵吸噪声研究

ｔａＳｔｏｓｆａｉｌｎａａｙｉｇｔｅｐｍｐｎｏｓ．ｈｔＦＩｍｅｈｄｉｓｂｅｉｎｌｚｎｉｕｉｇｎｉｅｒｅ
ＫｅｒｓＴｉｅＬａｅａａｔｒｒｏｅＰｍｐｎｏｓ，Ｓｙｗｏｄ：ｒ，ｔｒｌｐｔｎｇｏｖ，ｕｅｉｇｎｉｅＦＩ
形曲线立单个横向花纹沟和其周围的空气域模型．沟槽表面加载变形曲线，用ＦＩ建在利Ｓ方法分析了横向花纹沟尺
寸对轮胎花纹沟泵吸噪声的影响。分析结果可知，从轮胎花纹沟泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小，着沟槽宽度随
作特性．成损失功率增加过多．造或者使汽车的转向
灵活性受到较大影响
ｃ摩擦片式防滑差速器相对于普通差速器使．整车转向轻便性略有下降
参考文献
境和使用要求等合理确定。
５结束语
通过整车稳态回转试验、蛇形试验和转向轻便性试验．研究了防滑差速器对整车操纵稳定性的影响．出了如下结论：得
ａｉｎｉｆｌｒｓａｌｈｄｌａｉｇｔｅｄｆｒａｉｎｄｓｌｃｍｅｔｎｔｅｇｏｖ＇ｓｒｃ．ＢｉｔａｆＦＩｍｅｈｄｍｂｅｔａｒｉｄａｅｅｔｂｉｅ，ｏｄｎｈｅｏｅｓｍｔｉａｅｎｈｏｅｓｕｆｅｙｖｒｌｏＳｔｏ，ｏｐｏｒａｕ

轮胎花纹对车内噪声声品质影响的研究

Ｋｅｗｏｄ：ｔｅｄｐｔｒｙｒｓｒａａｔｎ；ｌｔｒｏｏｓｅｎｅｌｒｎｉｅ；ｓｕｄｑａｉｙ；ｌｕｎｓ；ｓａｐｅｓｏｇｎｓ；ａｔｃｌｔｎｏｎｕｌｔｏｄｅｓｈｒｎｓ；ｒｕｈｅｓｒｉｕａｉｏ
ｔｅｄｐｔｒｓａｅｃｌｕａｅｎｏａｅ．Ｔｅｒｓｌｈｗｔａｌｅａｕｔｎｐｒｍｅｅｓａｅｉｒｖｄｗｉｈｒａａｔｎｒａｃｌｔｄａｄｃｍｐｒｄｅｈｅｕｔｓｏｈｔａｌｖｌａｉａａｔｒｒｍｐｏｅｔｔｅｓｏｈ
ｅｅｓｗｉｔｔａａｔｒｉｌｈｒｃｅｉｅｙｎ￣ｏａｅａｒｏｅｎｍａｌｔａｌｃ．ｔｒｔｉｒｄｐｔｎｍａｎｖｃａａｔｒｄｂａｗｌｔｒｌｇｏｖｓａｄｓｌｒｄｂｏｋｈｓｅｅｚｅ
关键词：轮胎花纹；车内噪声；声品质；；响度尖锐度；粗糙度；语音清晰度ＡｅｅｒｈＯｈｆｃｓｏｉｅＴｅｄＰｔｒＲｓａｃｎｔｅＥｆｔｆＴｒｒａａｔｎｅｅ
ＯｅＳｕｄＱａｔｏＩｔｉｏｅ１ｔｏｎｕｌｙｆｎｒｒｉ３ｈｉｅｏＮｓ
［ｂｔａｔＴｅｆａｒｓｆｉｅｅｔｒａａｅｎｉａｅｔｅｏｒｓａｎｌｚｄｎｅｉｔｒｒｎｉＡｓｃ］ｈｔｅｆｒｅｄｐｔｒｓｍｙｆｔｅｒａａｅ，ａｄｔｅｉｏｓｒｅｕｏｄｆｎｔｔｎｐｉｅｙｈｎｏｅ
ｔｎｐｒｍｅｅｓｏｏｓｏｎｕｌｙ－ｉｃｕｉｇｌｕｎｓ，ｓａｐｅｓｏｇｎｓｎｒｉｕａｉｎｉｄｘａｅｓｄｅｉａａｔｒｆｎｉｓｕｄｑａｉｏｅｔｎｌｄｎｄｅｓｈｒｎｓ，ｒｕｈｅｓａｄａｔｌｔｎｅｒｔｉｄｏｃｏｕ

轮胎三维花纹CAD的研究

2
华中科技大学硕士学位论文
具特殊的花纹造型、结构和加工工艺在所有模具中独一无二，具有很高的技术难度，子午线轮胎活络模具在精度、花纹结构和现代工艺等方面的要求更高[3]，具有以下主要特点：（1）精密度要求高：为保证汽车在高速行驶状态下的平衡和安全性，对轮胎的动平衡性能、回转精度和几何形状的均匀性要求特别高。因而对轮胎模具的真圆度、表面粗糙度、上下模体的均匀度和几何精度要求非常高。（2）花纹结构特殊：一条优质轮胎必须具备良好的承载性能、耐磨耗性能、抓着性能、散热性能、转弯性能和防爆防滑性能以及较长的寿命，这些都与花纹的作用息息相关。轮胎花纹通常被设计成特殊而又复杂的三维立体结构，为了准确设计和制造轮胎的花纹，轮胎模具的花纹造型、结构和加工工艺在所有模具中就变得独一无二。（3）工艺数字化：为了准确无误地将轮胎花纹设计通过轮胎模具反映在轮胎上，现代模具制造广泛应用 CAD/CAM/CAE 技术将轮胎花纹总图转化为轮胎模具参数，完成轮胎模具花纹造型和结构设计的数字化。对制造工艺进行数字化编程，生成 NC 程序，由 CNC 机床加工，整个设计和生产制造过程完全通过数字化信息在内部局域网上传递，需要数字化设计、数字化传输、数字化加工、数字化检验与管理等一系列高精尖技术。
Key words: tire 3D tread pattern CAD system
application development
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法

轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法王国林;周伟;沈飞;周海超【摘要】利用ABAQUS软件建立计及复杂花纹的205/55R16型子午线轮胎3D 有限元模型,通过接地试验验证了有限元模型的精度,并提取轮胎在滚动过程中单个节距花纹沟体积变化历程.结合Lighthill声学理论和FW-H方程,利用动网格技术将花纹沟体积变化历程作为流体计算边界条件,计算花纹泵浦噪声,并与试验结果取得了较好的一致性.在此基础上,分析了使用因素对轮胎泵浦噪声的影响,轮胎花纹泵浦噪声随载荷和速度的增加而增加,随着轮胎气压的增加而减小.泵浦噪声与滚动程中花纹沟体积变化率成正比,提出以单一节距花纹沟体积变化率作为泵浦噪声的评价指标,控制花纹沟变形可实现降噪,为设计低噪声轮胎提供了新思路.%A three-dimensional finite element model(FEA) of radial tire 205/55R16, considering the complex tread patterned tire's steady-state rolling, was established by ABAQUS software. The tire contact test was used to prove the reliability of FEA model, and the volume change behavior of single pitch pattern groove was achieved. Taking the changing course of single pitch pattern groove volume as boundary conditions, the Lighthill acoustic theory and FW-H model was used to analyze the pumping noise and the simulation result was consistent with the test. On this basis, the influence of use factors on pumping noise was considered, it increases with the growth of load and vehicle speed and decreases with tire pressure growth. The pumping noise is substantially proportional to the volume change rate of single pitch pattern groove, which could be considered as the evaluation index of tire pumping noise. Controlling the pattern deform isbeneficial to reduce the pumping noise, which provide a new idea for low-noise tire.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】4页(P63-66)【关键词】子午线轮胎;泵浦噪声;花纹变形;数值仿真【作者】王国林;周伟;沈飞;周海超【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.341;O35随着汽车保有量的迅速发展增加，交通噪声已经成为噪声污染的主要来源，轮胎\路面噪声是主要来源。

基于Abaqus软件的轮胎噪声分析

基于Abaqus软件的轮胎噪声分析黄　伟，曹金凤*（青岛理工大学理学院，山东青岛　266520）摘要：基于非线性有限元分析软件Abaqus，采用流-固耦合方法对轮胎噪声进行数值模拟。

结果表明：轮胎近场噪声试验与仿真结果都具有明显的指向性，轮胎接地前后端的声压级最大，且接地后端的声压级大于接地前端，90°测点的声压级最小；轮胎近场噪声的声压级在中高频段的衰减速度与花纹横沟宽度呈负相关；90°测点频谱特性的仿真结果与试验结果非常接近，误差范围为4～12 Hz；节距噪声基本频率与花纹横沟宽度无关。

关键词：轮胎；噪声；Abaqus软件；有限元分析；流-固耦合；仿真分析中图分类号：TQ336.1；TB533＋.2 文章编号：1006-8171（2020）09-0567-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.09.0567随着汽车工业的不断发展，人们对汽车驾乘舒适性的要求越来越高。

噪声是汽车舒适性的重要方面，而轮胎是汽车重要的噪声源之一[1]。

轮胎噪声在车辆高速行驶时是整车噪声的主要部分。

研究轮胎噪声的产生原因并提出降噪措施具有重要的工程意义。

轮胎噪声的产生机理十分复杂，包括空气动力学机理、振动机理、增加或减弱机理等[2]。

与空气动力学机理相关的噪声包括泵浦噪声、空气柱共鸣噪声、亥姆霍兹共振噪声和空气湍流噪声；与振动机理相关的噪声包括胎面花纹块振动噪声、花纹块粘着振动和滑移噪声；与增强或减弱机理相关的噪声包括喇叭口效应、轮胎共振、机械阻抗效应和声学阻抗效应。

目前业界对各种噪声机制对轮胎噪声的贡献尚未有明确结论。

冯希金等[3]提出了一种泵浦噪声源识别的新方法，将试验与数值分析结合，通过对花纹轮胎噪声测试、轮胎声场阻抗分析和声源辨识，利用反演法进行试验与仿真，以验证方法的有效性。

包秀图等[4]利用有限元分析得到轮胎表面节点的振动速度，并将其转化为声学计算的频域边界条件，再利用声学边界元理论计算轮胎的低频振动噪声。

R-T论文

轮胎后沿噪声发声机理
（1）粘滑切向噪声轮胎滚过时，之前因为路面的凹凸不平，轮胎前沿的花纹块和路面接触时会发生斜碰撞,此时，轮胎离开路面，花纹块恢复原来状态，引起轮胎胎体的振动，产生振动噪声，也就是粘滑切向噪声P9(t)
图2-8花纹块和路面的斜碰撞
（2）粘吸噪声
轮胎花纹块与路面接触时产生的粘吸现象类似于吸盘的吸附现象。这种现象一般发生在平滑路面上，且轮胎的橡胶具有一定的温度，轮胎与路面接触时，由于轮胎本身具有弹性，轮胎和路面的挤压会把轮胎花纹块和路面之间的空气排开，造成轮胎的花纹块和路面吸附在一起。当轮胎花纹块离开路面时，后沿轮胎的花纹块会被吸附力拉伸，当花纹块完全离开路面后，被拉伸的部分又会回复到原来的状态，这样便引起了花纹块粘吸振动噪声,用P10(t)。粘附现象会激发轮胎后沿噪声并使高频部分超过1-2KHz，如果轮胎和道路含有抗粘附的材料，频率在2.5-4KHz的噪声将会得到一定程度的降低。
图2-9花纹块和路面的粘吸现象
（3）道路/轮胎摩擦噪声车子在路面上行驶，车子的加速或刹车都会使轮胎和路面之间发生相互的摩擦力，除此之外，轮胎花纹块的触地部分的扭曲变形，会导致路面和轮胎花纹块之间出现横向的压力，如果这些横向的压力超过了轮胎和路面之间摩擦力的界限，此时轮胎面将会在路面上出现短暂的滑行，此时，轮胎和路面之间会产生一个切线方向的压力，致使花纹块的触地部分发生变形，当滑行完毕，轮胎花纹块离开地面时，花纹块恢复到原来的形状，这种滑动摩擦发生的相当快通常会引起轮胎花纹的振动并产生噪音。这种现象我们在日常生活中也经常见到，运动员在体育馆运动时，鞋底跟地板之间会发出“吱吱”的响声，用P11(t)表示
主要研究工作
（1）进一步完善轮胎花纹噪声的发生机理，主要是轮胎后沿噪声的研究；（2）完善道路/轮胎花纹噪声的预测耦合模型和耦合因子行阵；（3）根据道路/轮胎花纹噪声的耦合模型提出道路/轮胎花纹噪声的降噪方法和路径；（4）初步修改、完善原有的道路/轮胎花纹噪声的优化软件系统，编制

轮胎花纹沟噪声研究进展

了综述，明确了轮胎噪声的主要机理是花纹沟空气泵吸噪声和胎面振动噪声，归纳了不同情况下轮胎噪声的特征，阐述了诸因素对轮胎噪声的影响，并着重介绍了花纹噪声的建模及量化预测，出了轮胎低噪声设计给
普遍性原则
关键词：轮胎；胎噪声；轮道路噪声；车噪声汽
中围分类号：Ｂ３Ｔ３文献标识码：Ａ文章编号：３７３（０２０＿ｌ５０６￣２４２０）１ｏ０
Ｐｒｇ ห้องสมุดไป่ตู้ ｓｉｔｙＯｌｔｒａｔｒｏｓｏｒｓｎｓｕｄｉｉｅｐｔｅｎｎｉｅ
ＹＵＺｎ・ｉｅｇｘｎ，ＴＡＮＨｕ－ｎ，ＤＵＸｉｇｗｅｉｅｇｆｎ・ｎ
ｎｎｒｏｓｏｒｅ．ＴｅｃａａｔｒｔｓｏｒｏｓｒｕａｔｔｎｉｓｎｃｓｈｈｒｃｅｓｉｆｔｅｎｉａｅｓｍｍｅｐｕｄｒｉｅｎｏｄｔｎＡｎａｉｕｉｅｅｉｃｉｅｄｕｎｅｆｒｔｎｉｏｓｄｅｃｉｄｖｒｓｏｆｃｏｓｈｖｎｆｃｎｔｏｓｒｉｃｓｅ．Ｔｅｅｈｓｕｎｉｔｏｕｔｎｏｄｌｏａａｔｒａｔｒａｉｇｅｆｔｒｎｉｅａｄｓｕｓｄｅｏｉｅｅｈｍｐａｉｉｐｏｒｄｃｉｍｏｅｓｆｒｄｐｔｎｓｓｔｎｏｆｔｅｅ
随着汽车高速化及其拥有量和交通密度的日
益增大，车交通噪声已是最大的环境噪声源．汽汽车的最大噪声来自发动机系统、动系统和轮传胎噪声．传统上，车工程师一直把注意力集中汽在降低前两项机械噪声上，通过采取隔声、且吸

C3轮胎通过噪声的试验研究

C3轮胎通过噪声的试验研究C3轮胎是一种新型的轮胎，其设计理念是为了降低噪音污染。

随着城市化进程的加速，交通噪声越来越成为社会关注的焦点，因此研发低噪音轮胎就成了轮胎行业的重要任务之一。

为了验证C3轮胎的降噪设计是否有效，进行了一系列的噪声试验研究。

试验平台为了保证试验的科学性和可靠性，首先需要搭建一个完善的试验平台。

在试验平台上，需要安装一个静音室，将轮胎放置在测试台上。

在轮胎外侧安装一个加速摄像机和一个立体声麦克风阵列，用于捕捉轮胎接触路面时产生的噪声和振动信号。

试验过程首先，将轮胎安装在测试台上，调整好轮胎的气压和轮胎与测试台之间的接触面。

然后，通过电机将轮胎进行加速，使其在测试台上行驶，产生路面噪声。

同时，对轮胎的声音和振动信号进行采样，得到相应的数据。

通过对这些数据进行分析，可以得到轮胎的噪声谱和振动谱。

数据处理在得到噪声和振动谱后，需要进行数据处理和统计分析，以便更加准确地评估C3轮胎的噪声降低效果。

需要进行数据滤波和降噪处理，并利用傅里叶变换将原始信号转换为频域信号。

同时，需要采用多种统计方法，如相关分析、回归分析等，来对数据进行分析和解释。

试验结果通过对C3轮胎和普通轮胎进行对比试验，发现C3轮胎的噪声和振动谱明显低于普通轮胎，整体噪声水平降低了15%以上，这一效果已经达到了设计的预期效果。

此外，对各个频段的噪声指标进行对比，也证明了C3轮胎的噪声降低效果在高频段、低频段以及中频段都表现出较好的效果，这意味着C3轮胎能够有效地应对城市道路上各种噪声源的影响。

结论通过以上试验研究，C3轮胎的噪声降低效果已得到验证。

这一研究成果对于轮胎行业和城市交通噪声治理具有重要的意义，未来轮胎产业应该进一步加强降噪设计，为城市交通噪声治理贡献力量。

此外，在试验过程中还发现，C3轮胎的降噪效果与轮胎胎面设计及材料有关。

C3轮胎采用了一种新型的橡胶材料，该材料具有较好的吸震性能和降噪效果，同时轮胎胎面的花纹设计也经过了优化，使得轮胎与路面间的摩擦和振动得到了更好的控制，因此降噪效果得以显著提高。

轮胎泵气噪声有限元仿真分析

ｙ
没汁励究ｆ
轮胎泵气噪声有限元仿真分析
李忠禹
（合肥工业大学噪声振动工程研究所合肥２００）３０９
摘
要：轮胎花纹槽泵气噪声是轮胎噪声的主要部分之一。在假设轮胎胎面结构与空气完全耦合的条件
下建立轮胎横向花纹槽噪声的有限元模型，在施加与速度相关的强制位移条件下对空气中花纹槽泵气噪
纹槽的有限元模型，过对其施加与速度相关的强制位通
移载荷进行仿真计算，对比仿真压力曲线与理论曲线；接着在此基础上整合轮胎周向多个花纹槽，拟整个轮模
胎花纹槽泵气噪声，为轮胎花纹槽的噪声研究打下基
图４空气有限元模型
如图（）４空气区域采用六面体流体网格Ｆ３，取ＣＤ８轮胎花纹槽噪声仿真的整个有限元模型包括单个空气密度为１０ｋ／．５ｇｍ，粘度１Ｅ５ａｅ，始相对压２．．ｐ．ｃ初８ｓ轮胎花纹槽、空气和路面。胎模型的直径为６１ｍｍ强设为零。空气网格下表面建立一层与空气单元供节轮３．９在
近年来，城市机动车辆数量增长很快，随而来的速度下，于行驶在路面相对理想的市区和高速路上的伴对
交通噪声污染环境现象也日益突出，因此车辆低噪声设车辆，由胎面花纹槽泵气效应产生的噪声尤为突出【。４Ｊ

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

之间的空气受挤压，随着轮胎滚动，气又在轮胎空离开接触面时被释放，样连续的“ 压一释放 ” 这挤，
空气就进发出噪声，而且车速越快噪声越大，车辆越重噪声越大【。泵气噪声直接与花纹沟槽在通２］过接地区域时所排出的空气量有关，胎面花纹是影
堵现象，而由此产生的大量噪声污染却成为了严然
重的环境问题和社会问题。据国外统计，市噪声城中交通运输噪声约占７％，中机车影响面最广，５其而汽车则是最主要的因素。随着环保意识的深入人心，以及汽车噪声法规的发展，车上其他机构汽
中图分类号：Ｑ３．Ｔ３６１文献标识码：Ａ文章编号：６２—１１（００１１７６６２１）５—０４０８—０３坚实的基础。
随着城市交通基础设施的完善，特别是穿越主城区的高架桥的大量建立，大缓解了城市交通拥极
情况下各空气测量点的噪声大小以验证轮胎泵气噪声原理，由此确定用于轮胎噪声仿真的有限元模型的有效性。通过本次研究确定轮胎噪声仿真的
空气部分采用六面体欧拉单元划分。若建立将整个轮胎包含在内的空气模型，空气单元太多则而导致计算消耗过大，法达到高效节约的目的。无
响噪声辐射的主要因素之一，纹沟的形状和尺寸花对轮胎噪声也有一定的影响［］３。但对于轮胎噪声的有限元仿真还不多见，此处在泵气噪声产生的前提下建立带简单花纹沟槽的轮胎一空气有限元

室内轮胎花纹噪声测量方法研究

１３测量高度对轮胎花纹噪声测量结果的影响．
在距地面１ｍ处测得的Ｒ１４轮胎花纹噪声数据见表２相同条件下在距地面０３ｍ处测量（．的数据见表１。由表１和２可以看出，距地面）在
长期从事噪声控制、糊控制方面的研究与教学工作。模
图１不同测点处的轮胎花纹噪声直方图
维普资讯
轮
胎
工
业
２１３倍频程直方图，能真实／才
（，武汉理工大学信息学院，北武汉１湖司，海上２０８）００２４０７２北京橡胶工业研究设计院，京３００；，北１０３３００９；．上海米其林回力轮胎股份有限公
摘要：对轮胎花纹噪声仿真分析结果与实测数据存在差异的问题，行了室内不同方位轮胎花纹噪声测量试针进验。试验发现，胎花纹噪声的发声类似扬声器发声，极强的指向性，仅用一个测点的噪声声压级评判噪声的大轮有若小会导致方案排队和择优上的困难与矛盾。经分析研究，出了一种全方位测定轮胎花纹噪声的方法，制定了测量提并
置上，噪声谱线差异很大。一般来说，胎前进方轮向上的噪声强于后方，胎左右方向噪声对称，轮典型直方谱图如图１所示。这说明真正的低噪声轮胎应在轮胎四周任何位置都符合低噪声评判的要求，都低于Ｍ标准线ｌｊ不可有大的超出部如４，

基于MLE的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析

基于MLE的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析冯希金;危银涛;项大兵;范成建【摘要】提出一种滚动轮胎冲击振动噪声预测的新方法。

轮胎滚动接触引发的噪声是道路交通的一个重要课题，引发广泛关注，目前尚没有有效的分析预测方法。

提出新方法包括用混合拉格朗日—欧拉描述法(Mixed Logrange Euler Method，MLE)分析大变形滚动接触结构的速度场、加速度场和接触变形。

通过欧拉网格和拉格朗日网格的信息传递，完成滚动结构动力学分析。

通过将轮胎花纹和胎冠整体三维建模，可以得到连续轮胎表面的加速度场。

以参考空间中连续表面的加速度场作为声源，采用声学有限元方法得到滚动噪声的分布预测。

实验和仿真结果对比证明本方法的可靠和准确，也证明1000 Hz以下轮胎的滚动噪声主要是花纹的冲击振动引起的噪声。

提出的方法为预测分析轮胎的滚动噪声开辟一条可行的道路。

%The noise caused by the rolling contact of the tire is an important subject in the road transportation industry, which has attracted more and more attention. Unfortunately, at present there is no effective method to analyze and predict the rolling noise. In this paper, a new method for predicting tire rolling impact noise was presented. This method was based on the Mixed Lagrange-Euler Method (MLE). Using this method, the velocity field, the acceleration field and the contact deformation of the rolling tire with large deformation could be analyzed. First of all, a 3-D model including the tire pattern and the whole tread was built. By using this model, the acceleration field of the continuous tire surface was obtained. Then, two kinds of tire meshes were developed, one was Lagrange mesh for the rolling tire, and the other was Euler mesh fixed inthe space for the noise simulation. By means of mapping the acceleration of the Lagrange mesh to the Euler mesh, a non-rotational acceleration field was built. Finally, by using the aforementioned acceleration field as the acoustic source, the rolling noise could be predicted numerically by means of FEM. Mutual comparison of the results of test and simulation show that this method is feasible and reasonable. It also proves that the tire rolling noise lower than 1 000 Hz is mostly caused by the impact vibration of the tire pattern. The developed method provides a powerful tool to predict the rolling noise, especially for the rolling noise of patterned tires.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P20-24)【关键词】振动与波;子午线轮胎;滚动接触;滚动噪声;FEM;混合拉格朗日欧拉方法【作者】冯希金;危银涛;项大兵;范成建【作者单位】清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084【正文语种】中文【中图分类】U461;TB942滚动接触噪声在汽车工程领域引起越来越多的重视。

轮胎花纹噪声的发声机理及降噪技术

积．之比满足：一／ ≤３ｓＪ．ｓｓ。
（）据实际情况，５根同时遵循花纹条应尽可能多
面的眼状振动点，恰似一个声源，尤其在频率较高时，
的原则，在考虑其他物理性能的基础上合理处理，花胎与路面开口两边，阻增大，成喇叭筒，声形这个喇叭纹条的宽度比不宜接近整数比。筒放大了声压，种现象成为 “ 叭筒效应 ” 这喇。（）６花纹块（或花纹沟）的声中心能量分布应相
．
．
ＳｏｎｃａｉｍｆｅｄＮｏｓｎｉｅＲｅｕｔｎＴｃｎｌｇｕｄＭｅｈｎｓｏａｉｅａｄＮｏｓｄｃｉｅｈｏｏｙＴｒｏ
ＹＡＮＧａ－ａｇＸｉｏｆｎ
（ａｇｈｎｅｔｅｏａｉａＴｃｎｌｙＣＵｇ，ｉｎｓａｃｅｇ２４０，ｈｎＹｎｃｅｇｘｌＶｃｔｎｌｅｈｏｏｏｅｅＪｇｕＹｎｈｎ２０５ＣｉａＴｉｏｇａ１
如图２所示，在喇叭筒正前方的噪声声级有明显增强，而且指向性十分明显。在喇叭筒的轴心处，对分散，以保证花纹块（花纹槽）中心能量累加或声
方脉冲的大小和分布均匀，曲线下包络的面积尽可
噪声声级最高，围次之，周形成指向性花瓣，轮胎行能小，具体表现在不同排的花纹（或花纹沟）均匀地进方向的左右侧，噪声增强反而不十分明显，对于高相对错开。频噪声尤其明显，而低频噪声的指向性却不显著。（）个轮胎周向花纹排列不宜采用等分重复７一排列，应采取不等分方式布置花纹排列，且相同节距花纹不重复性排列。（）采取细缝结构软化花纹块，低花纹块的８可降

flowvision软件在轮胎噪声仿真中的应用

FlowVision软件在轮胎噪声仿真中的应用赵崇雷1，2，侯丹丹3，廖发根3，穆龙海1，危银涛2[1.易瑞博科技（北京）有限公司，北京　100084；2.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京　100084；3.中策橡胶集团有限公司，浙江杭州　310018]摘要：基于FlowVision流体仿真软件，采用流固耦合方法对轮胎的近场噪声进行数值模拟。

流场可视化结果给出了滚动轮胎周围流场的运动情况。

对比近场噪声仿真与试验声压级结果可知：试验和仿真结果有明显的指向性；90°测点仿真频谱与试验结果的峰值频率误差仅为4～8 Hz，试验、仿真与理论计算结果具有良好的一致性。

关键词：轮胎噪声；FlowVision软件；噪声仿真；流固耦合；节距噪声中图分类号：TQ336.1；TB533＋.2 文章编号：1006-8171（2020）02-0124-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2020.02.0124轮胎噪声是汽车噪声非常重要的来源之一，尤其是汽车行驶速度达到70 km·h-1以上时，轮胎噪声占据了汽车噪声的主要部分[1-2]，因此降低轮胎噪声已成为降低汽车噪声的重要手段。

世界各国相继出台了专门的轮胎噪声限制法规，尤其是欧盟于2012年开始实施的轮胎标签法对轮胎噪声提出了更加苛刻的要求。

面对日益严苛的法规环境，研究轮胎降噪技术、开发低噪声绿色环保轮胎是学术界和企业面临的一项紧迫任务。

轮胎噪声的产生机理非常复杂，主要包括了与空气动力相关的泵浦噪声、空气柱共鸣噪声、赫姆霍兹共振噪声、空气紊流噪声以及与振动相关的胎面冲击振动噪声、花纹块粘滑振动噪声和粘吸振动噪声[3]。

目前业界对各种噪声机理所占轮胎噪声的比例没有一个准确的定论。

项大兵等[4]创建了复杂花纹轮胎模型，并采用混合拉格朗日-欧拉（MLE）方法对3款轮胎的冲击振动噪声进行仿真，取得了良好的效果。

计及复杂胎面花纹的乘用轮胎偏磨性能仿真分析

第5期
张永锋等．计及复杂胎面花纹的乘用轮胎偏磨性能仿真分析
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根据测试结果可知，在初始磨耗阶段，轮胎中间花纹沟（沟2和3）磨耗量比胎肩花纹沟（沟1和4）磨耗量大，存在初始阶段花纹块磨耗较快现象。基于以上测试结果，建立磨耗数值分析模型，研究胎面耐磨性能。
2 数值分析法 2. 1 磨耗发生机理
收稿日期：2023-11-16
Simulation Analysis of Uneven Wear Performance of Passenger Car Tire Considering Complex Tread Pattern
700 600 500 400 300 200 100
0 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100
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图3 胎面轮廓的摩擦能分布曲线
3 花纹横沟对偏磨的影响影响轮胎偏磨的因素有很多，如充气压力、悬
架定位、胎面轮廓、花纹块刚度等[5]。基于以上轮胎偏磨数值分析边界条件，在现有轮胎花纹结构基础上，本文建立了具有3种花纹横沟加强筋的花纹结构，分析花纹横沟加强筋对轮胎偏磨的影响，分布定义为方案R1，R2和R3，结构见图4。同时还建立了具有3种花纹横沟深度的仿真模型，分别定义为方案R0，R4和R5，横沟深度分别为4. 8，3. 2和 1. 6 mm，分析横沟深度对轮胎偏磨的影响，详细模
轮胎在工作过程中主要有自由滚动、驱动、制动和转弯等几种工况，在轮胎与地面接触过程中，胎面与路面之间会产生纵向和横向微观滑移，进而胎面胶会产生剪切应力。研究表明单位面积的摩擦能大小与轮胎的磨耗具有很高的相关性，故本文用摩擦能评价轮胎的偏磨性能[3]。

轮胎仿真后处理程序的开发

710 轮　胎　工　业2019年第39卷轮胎仿真后处理程序的开发李亚东1，宁卫明2，葛　超1，罗吉良２，李红卫1[1.特拓（青岛）轮胎技术有限公司，山东青岛266061；2.山东丰源轮胎制造股份有限公司，山东枣庄277300]摘要：以在Abaqus软件中进行的充气轮胎接地印痕有限元仿真为例，开发了专用的后处理桌面程序。

使用该程序进行有限元分析的后处理工作，可以根据需求自动生成分析报告并制作其他分析软件接口的文件，能极大地提升轮胎有限元仿真工作的效率及便捷性。

关键词：轮胎；接地印痕分析；后处理；有限元仿真中图分类号：TQ336.1＋1；O241.82 文章编号：1006-8171（2019）12-0710-03文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2019.12.0710Abaqus是国际公认的大型通用非线性有限元分析软件之一，广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域[1-2]。

Abaqus软件在轮胎行业也有非常广泛的应用，其丰富的材料和单元库为轮胎性能的相关分析提供了非常关键的技术。

由于Abaqus软件的通用性，对于轮胎性能相关分析并没有提供专用的后处理功能，仿真人员在制作自定义的分析报告时，仍需要投入较大的时间成本。

因此本工作以充气轮胎接地印痕仿真为例，提供一种提高Abaqus应用后处理工作效率的程序开发思路。

1　开发工具介绍1.1　Python语言作为目前最流行的开源编程语言之一，Python的简洁性、易用性及高开发效率使其受到越来越多用户的青睐。

Abaqus软件为用户提供了基于Python语言的脚本编程环境，并且在Python原有库函数的基础上进一步扩展，通过调用这些库函数，可绕过Abaqus/CAE界面，直接操纵Abaqus 的内核程序，能够实现快速前处理建模及后处理功能[3-4]。

轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法

轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将探讨轮胎噪声的影响因素，并介绍一些低噪声轮胎的设计方法。

一、轮胎噪声的影响因素1. 轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计会直接影响噪声的产生。

一般来说，花纹越粗糙，噪声也会相应增加。

因此，低噪声轮胎通常采用较为平滑的花纹设计，以减少轮胎与地面的摩擦声。

2. 轮胎材料：轮胎的材料也是影响噪声的重要因素之一。

硬度较高的轮胎材料会导致更大的振动和噪声。

因此，低噪声轮胎通常采用较为柔软的材料，以减少振动和噪声的产生。

3. 轮胎结构：轮胎的结构设计也会对噪声产生影响。

例如，轮胎的胎内结构、胎侧设计等都会对噪声产生一定的影响。

低噪声轮胎通常采用一些降噪措施，如增加胎内隔音层、优化胎侧结构等，以降低噪声的产生。

4. 轮胎的使用状态：轮胎的使用状态也会对噪声产生影响。

例如，轮胎的磨损程度、气压的调整等都会对噪声产生一定的影响。

低噪声轮胎需要经过精确的设计和合理的使用来确保其低噪声的效果。

二、低噪声轮胎的设计方法1. 优化花纹设计：低噪声轮胎的花纹设计应尽量减少花纹块之间的共振效应和空气流动噪声。

通过减少花纹块的尺寸和间距，可以降低轮胎与地面的摩擦声。

此外，还可以采用不规则花纹、交错花纹等设计方式，进一步减少噪声的产生。

2. 采用降噪材料：在轮胎的内部和侧壁中加入降噪材料，如隔音材料、吸音材料等，可以有效降低振动和噪声的产生。

这些材料可以吸收振动能量，减少噪声的传播。

3. 优化轮胎结构：通过优化轮胎的胎内结构和胎侧设计，可以降低轮胎的振动和噪声。

例如，增加胎内隔音层的厚度，可以减少振动的传递；优化胎侧结构，可以减少胎侧的共振效应。

4. 合理使用和保养轮胎：合理调整轮胎的气压，保持轮胎的良好状态，可以减少噪声的产生。

过高或过低的气压都会增加轮胎的振动和噪声。

此外，定期检查轮胎的磨损情况，及时更换磨损严重的轮胎，也是降低噪声的有效方法。

总结：轮胎噪声是车辆行驶中常见的噪声源之一，其影响因素包括花纹设计、材料、结构和使用状态等。