مدل‌سازی برهمکنش تایر- خاک به روش اجزای محدود غیر خطی با استفاده از نرم افزار متلب

Abstract

در این پژوهش مدل برهمکنش جدیدی از تایر- خاک با نگاهی خاص به مدل اجزای محدود دو بعدی رشته­های مقاوم تایر شبیه‌سازی شد. هدف در این مدل جدید، در مقایسه با سایر مدل­های موجود، یافتن یک رابطه­ی ریاضی برای کل تایر نبوده، بلکه اجزای اصلی ساختار مکانیکی تایر مبنای کار قرار گرفته و نحوه­ی مدل­سازی الیاف مقاوم تایر به عنوان پیچیده­ترین بخش مدل اجزای محدود دو بعدی با بیان جزئیات ارائه گردید. همچنین بازسازی مدل دیواره­ی تایر به عنوان یک ماده­ی ابرالاستیک و مدل خاک نیز به عنوان یک ماده­ی الاستوپلاستیک مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انجام یک شبیه­­سازی مؤثر، ضرایب مکانیکی خاک لوم- سیلتی به دقت اندازه­گیری شدند. نتایج برنامه­نویسی در نرم­افزار MATLAB7 نشان داد که تایر رادیال نسبت به تایر بایاس در شرایط یکسان بر روی خاک لوم- سیلتی دارای بازده کششی بالاتری بود. در زمانی که نیروی کشش خالص برای هر دو تایر یکسان بود، در تایر بایاس نسبت به تایر رادیال کاهش حرکت (لغزش) بیشتری واقع شد و نیروی کشش ناخالص نیز اندکی افزایش یافت. همچنین نتایج شبیه‌سازی و آزمایش­ها نشان دادند که تایر رادیال نسبت به تایر بایاس بر روی خاک لوم- سیلتی در شرایط یکسان دارای مقاومت غلتشی کمتری بود. بر اساس نتایج شبیه­سازی، تأثیر لغزش، فشار باد و سختی مکانیکی خاک بر روی بازده کششی به طور رضایت بخشی پیش­بینی شد. نتایج شبیه­سازی تایر- خاک­ که با نتایج آزمایش­های عملی مقایسه گردید، تأییدکننده­ی قابلیت­های این مدل‌سازی عددی می‌باشد.