CN113392549B - 一种轮胎外轮廓快速提取方法、设备和可读载体介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎设计领域，尤其涉及一种轮胎外轮廓快速提取方法、设备和计算机可读载体介质。一种轮胎外轮廓快速提取方法，所述的轮胎外轮廓快速提取方法包括以下步骤：1）提取轮胎有限元模型上任意断面的所有节点坐标；2）按顺序提取轮胎有限元模型任意断面外轮廓上的节点坐标；3）按照提取节点坐标的顺序依次在两点间连接直线，绘制出轮胎断面外轮廓线；4）判断绘制出的轮胎断面外轮廓线是否满足要求。该方法通过算法实现对轮胎有限元模型上任意断面节点坐标的提取，并自动绘制该断面外轮廓曲线。适用于负荷受力后变形的回转体，全钢、半钢子午胎，斜交胎，工程胎等各种轮胎制造或检测方法。

Description

一种轮胎外轮廓快速提取方法、设备和可读载体介质
技术领域
本发明涉及轮胎设计领域，尤其涉及一种轮胎外轮廓快速提取方法、设备和计算机可读载体介质。
背景技术
橡胶是一种非线性黏弹性材料，其力学响应的本构方程难以准确描述，在实际轮胎性能的仿真中难以应用。另外，轮胎在加硫前后，各部件在断面上的位置(厚度)也会发生一些变化，这些变化对接地印痕，磨耗，耐久，操控以及轮廓的优化设计都带来巨大的影响。因此，必须对基于理想设计断面(不考虑加硫前后，各部件的位置变化)做成的有限元模型进行修正。然而，为了获得精确的加硫后的断面形状，传统的修正方法需要切割断面进行测量，费时费力，为了提高轮胎性能仿真的准确性，我们提出了一种轮胎综合修正仿真方法，就是通过调整轮胎各部件聚合物的物性值，对基于理想设计断面做成的有限元模型及其材料本构关系进行修正，直到使轮胎仿真充气外轮廓和实测外轮廓达到一致，此时的物性值作为综合修正仿真方法的物性值。为了达到上述修正目的，通常是将充气外轮廓仿真结果和实测外轮廓分别截图叠加，反复对比调整比较，或手动提取轮胎外轮廓节点坐标信息，导入CAD中与实测外轮廓比较，但图片大小的调整受限较大，手动提取节点坐标费时费力。虽然通过检索发现一些类似的方法，但是完全适用于轮胎外轮廓的有效方法尚未发现。因此，为了缩短研发周期，提高仿真精度，需要发明一种轮胎外轮廓快速提取算法及程序。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本申请的目的是提供一种轮胎外轮廓快速提取方法，该方法通过算法实现对轮胎有限元模型上任意断面节点坐标的提取，并自动绘制该断面外轮廓曲线。适用于负荷受力后变形的回转体，全钢、半钢子午胎，斜交胎，工程胎等各种轮胎制造或检测方法。
为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种轮胎外轮廓快速提取方法，所述的轮胎外轮廓快速提取方法包括以下步骤：
1）提取轮胎有限元模型上任意断面的所有节点坐标；
2）按顺序提取轮胎有限元模型任意断面外轮廓上的节点坐标；
3）按照提取节点坐标的顺序依次在两点间连接直线，绘制出轮胎断面外轮廓线；
4）判断绘制出的轮胎断面外轮廓线是否满足要求。
作为优选，所述步骤1）包括如下步骤：
1.1）指定轮胎有限元模型上任意节点N作为参考点，记录N点坐标（X0,Y0,Z0）；
1.2）将轮胎有限元模型上剩余节点（X,Y,Z）依次与N点进行比较，若X-X0<10-3且Z*Z0>0则保存该节点坐标信息到指定文件。
作为优选，步骤1.2）所述文件为文本文件。
作为优选，所述步骤2）包括如下步骤：
2.1）将节点坐标转换到XY平面坐标系中；
2.2）判断节点Y坐标最大值记为Ymax，Y坐标最小值记为Ymin；
2.3）创建M点坐标为（0，(Ymax+Ymin)/2），以M点为起点沿Y轴反向作射线（MY-→）记为射线A；
2.4）指定旋转角度α0和距离阈值d0，为了保证精度α0建议取值0°＜α0≤10°；
2.5）将射线A以M点为圆心按逆时针（或顺时针）方向依次旋转α0度，每旋转一次判断是否有节点到射线A的垂直距离d＜d0，若无，继续旋转α0度，若有，进一步计算这些节点到M点的距离D，找到D值最大对应的节点，直到射线A旋转一周停止；
2.6）按顺序依次保存找出的节点坐标信息到指定文件。
作为优选，所述步骤2.6）所述文件为CAD文件。
作为优选，所述步骤4）包括：若不满足要求修改旋转角度α0和距离阈值d0，重复步骤2.4）、2.5）和2.6）。
作为优选，所述2.1）步骤具体操作：判断节点Z坐标，若Z≥0，令X=-Y，Y=Z，若Z＜0，令X=-Y，Y=-Z。
进一步，本申请还公开了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的方法。
进一步，本申请还公开了一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
本发明由于采用了上述的技术方案，通过算法实现对轮胎有限元模型上任意断面节点坐标的提取，并自动绘制该断面外轮廓曲线，根据指定的旋转角度α0可根据使用者需求绘制不同精度的外轮廓曲线。本发明提高了轮胎综合修正仿真方法的物性值确定效率和准确性，从而也进一步提高了轮胎性能仿真效率及仿真精度。
附图说明
图1 轮胎外轮廓快速提取算法流程图；
图2 轮胎有限元模型上任意断面节点示意图；
图3 M点、射线A及旋转角度α0示意图；
图4 任意节点到射线A的距离d示意图；
图5 轮胎断面外轮廓线；
图6 仿真充气外轮廓与激光扫描轮廓对比。
具体实施方式
为了更加清楚明白的展示本发明的目的、技术方案，以下结合255/55R18规格轮胎，对本发明进行进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
1、导入轮胎充气有限元模型。
2、提取轮胎有限元模型上任意断面的所有节点坐标；
1）人为指定模型上任意节点N作为参考点，N点坐标（X0,Y0,Z0）；
2）将轮胎有限元模型上剩余节点（X,Y,Z）依次与N点进行比较，若X-X0<10-3且Z*Z0>0则保存该节点坐标信息到文本文件；
提取的轮胎有限元模型上任意断面的所有节点如图2所示。
3、按顺序提取轮胎有限元模型任意断面外轮廓上的节点坐标；
1）将节点坐标转换到XY平面坐标系中，并保存节点坐标信息到CAD文件，具体操作如下：
判断节点Z坐标，若Z≥0，令X=-Y，Y=Z，若Z＜0，令X=-Y，Y=-Z
2）判断节点Y坐标最大值记为Ymax，Y坐标最小值记为Ymin；
3）创建M点坐标为（0，(Ymax+Ymin)/2），以M点为起点沿Y轴反向作射线（MY-→）记为射线A；
4）指定旋转角度α0和距离阈值d0，
5）将射线A以M点为圆心按逆时针方向依次旋转α0度，每旋转一次判断是否有节点到射线A的垂直距离d＜d0，若无，继续旋转α0度，若有，进一步计算这些节点到M点的距离D，找到D值最大对应的节点，直到射线A旋转一周停止；
M点、射线A及旋转角度α0如图3所示；
任意节点到射线A的距离d如图4所示；
6）按顺序依次保存找出的节点坐标到CAD文件。
4、按照提取节点坐标的顺序依次在两点间连接直线，绘制出轮胎断面外轮廓线，如图5所示。
5、将激光扫描轮廓和自动提取的轮胎仿真充气外轮廓放在同一坐标系中进行对比分析，如图6所示，红色为轮胎仿真充气外轮廓，绿色为激光扫描轮廓。
利用本发明方法，指定不同的旋转角度α0时，提取的轮胎外轮廓误差和所用时间如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
结果显示本发明方法提取的轮胎外轮廓不仅精度高而且所用时间为原来的十分之一左右。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种轮胎外轮廓快速提取方法，其特征在于：所述的轮胎外轮廓快速提取方法包括以下步骤：
1）提取轮胎有限元模型上任意断面的所有节点坐标；
1.1）指定轮胎有限元模型上任意节点N作为参考点，记录N点坐标（X0,Y0,Z0）；
1.2）将轮胎有限元模型上剩余节点（X,Y,Z）依次与N点进行比较，若X-X0<10-3且Z*Z0>0则保存该节点坐标信息到指定文件；
2）按顺序提取轮胎有限元模型任意断面外轮廓上的节点坐标；
2.1）将节点坐标转换到XY平面坐标系中；
2.2）判断节点Y坐标最大值记为Ymax，Y坐标最小值记为Ymin；
2.3）创建M点坐标为（0，(Ymax+Ymin)/2），以M点为起点沿Y轴反向作射线，记为射线A；
2.4）指定旋转角度α0和距离阈值d0，为了保证精度α0取值0°＜α0≤10°；
2.5）将射线A以M点为圆心按逆时针或顺时针方向依次旋转α0度，每旋转一次判断是否有节点到射线A的垂直距离d＜d0，若无，继续旋转α0度，若有，进一步计算这些节点到M点的距离D，找到D值最大对应的节点，直到射线A旋转一周停止；
2.6）按顺序依次保存找出的节点坐标信息到指定文件；
3）按照提取节点坐标的顺序依次在两点间连接直线，绘制出轮胎断面外轮廓线；
4）判断绘制出的轮胎断面外轮廓线是否满足要求。
2.根据权利要求1所述一种轮胎外轮廓快速提取方法，其特征在于：步骤1.2）所述文件为文本文件。
3.根据权利要求1所述一种轮胎外轮廓快速提取方法，其特征在于：步骤2.6）所述文件为CAD文件。
4.根据权利要求1或3所述一种轮胎外轮廓快速提取方法，其特征在于：所述步骤4）包括：若不满足要求修改旋转角度α0和距离阈值d0，重复步骤2.4）、2.5）和2.6）。
5.根据权利要求1所述一种轮胎外轮廓快速提取方法，其特征在于：所述2.1）步骤具体操作：判断节点Z坐标，若Z≥0，令X=-Y，Y=Z，若Z＜0，令X=-Y，Y=-Z。
6.一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1-5任意一项权利要求所述的方法。
7.一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任意一项权利要求所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES2285283T3 (es) * 2000-07-11 2007-11-16 Pirelli Tyre S.P.A. Procedimiento para producir neumaticos.
DE102004017172A1 (de) * 2004-04-02 2005-10-20 Jan Bernd Lugtenburg Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Messobjekts
JP2006175994A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤモデルの作成方法およびコンピュータープログラム
CN111506965A (zh) * 2020-04-13 2020-08-07 中策橡胶集团有限公司 一种轮胎结构设计方法及其应用
CN111625977B (zh) * 2020-05-09 2024-05-14 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种轮胎断面的生成方法
CN111914441B (zh) * 2020-06-02 2022-11-29 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种轮胎模型的优化方法及设备
CN111709092B (zh) * 2020-06-20 2022-04-29 山东大学 一种基于有限元单元节点的子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模方法
CN112100757B (zh) * 2020-08-14 2023-08-08 中策橡胶集团股份有限公司 一种基于nx软件的轮胎三维模型的建模方法

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