شبیه‌سازی رایانه‌ای و بررسی تجربی تغییرشکل در تایر رادیال سواری زیر بارهای ایستا به روش اجزای محدود

در پژوهش حاضر شبیه‌سازی تایر رادیال زیر بار‌های مختلف عمودی، برشی (طولی و جانبی) و پیچشی ایستا بررسی و محاسبات با نرم‌افزار MSC.MARC‌ روی سامانه رایانه‌ای مبتنی بر پردازش موازی انجام شد. برای مدل‌سازی بخش‌های لاستیکی از اجزای هیبریدی که در آن تغییر مکان و فشار به‌طور هم‌زمان درنظر گرفته شده است، همراه با دو مدل ابرکشسان Marlow و Yeoh و برای اجزای لیفی از اجزای میله‌ای همراه با مدل کشسان خطی استفاده شد. مدل‌سازی در دو حالت دو‌بعدی با تقارن محوری برای بارگذاری‌های جانشانی و بادشدن تایر و سه‌بعدی برای اعمال بارگذاری‌های عمودی، برشی و پیچشی انجام شد. از چند شبکه مختلف اجزا (خطی و مرتبه دوم) همراه با چگالی‌های مختلف از لحاظ تعداد و آرایش اجزا استفاده و شبکه بهینه معین شد. با استفاده از نمودار‌های نیرو بر حسب تغییر مکان (و گشتاور بر حسب زاویه ‌پیچش) به‌دست‌ آمده از شبیه‌سازی‌های انجام شده، مقادیر سفتی‌های عمودی، طولی، عرضی و پیچشی محاسبه ‌شدند. این داده‌ها با مقادیر اندازه‌گیری شده تجربی که به کمک دستگاه اندازه‌گیری سفتی انجام شده بود، مقایسه شد که حاکی از دقت بسیار خوب مدل در پیش‌بینی سفتی شعاعی است. اما سفتی‌های طولی، عرضی و پیچشی با دقت کمتری محاسبه شدند که علت این مسئله نیز به عدم قابلیت اجزای میله‌ای در لحاظ‌کردن دقیق نیرو‌های برشی و خمشی کامپوزیت لاستیک و الیاف بلند برمی‌گردد. از این‌رو، ایجاد و توسعه مدل‌های مواد و فنون جدید‌تر مدل‌سازی کامپوزیت لاستیک -الیاف برای درنظرداشتن رفتار‌های یاد شده ضروری است.