首页/文章/ 详情

案例分享丨优秀毕业论文展示:卡尔加里大学团队用Endurica打造“亿次循环”防爆轮胎

3月前浏览562

项目背景

在卡尔加里大学舒立克工程学院学习的最后一年,所有攻读学士学位的学生都需要完成一项沉浸式团队任务,称为毕业设计项目。

     


这些项目让学生将所学知识付诸实践,同时与专业工程界合作,解决行业面临的挑战。

项目介绍

一个六人学生团队将其项目命名为“轮毂电机用高惯量减震轮胎”,旨在开发一种耐用、防刺穿且适应多种环境的轮胎。

该轮胎将用于适配赞助商专有轮毂电机的小型车辆。

项目过程与成果

学生们利用Endurica的工作流程,结合真实材料行为和负载条件,模拟了其3D打印充气轮胎设计的寿命。

他们还在给定的时间和预算内满足了赞助商的所有设计要求。

学生们利用Endurica的工作流程,结合真实材料行为和负载条件,模拟了其3D打印充气轮胎设计的寿命。

他们还在给定的时间和预算内满足了赞助商的所有设计要求。

   

Endurica带来的价值

先进工具:为工程学生提供先进工具

实战经验:Ansys和Endurica的实战经验

耐久性分析:在有限时间和预算内实现耐久性分析目标

多目标设计:完成多目标高性能设计项目

团队成员反馈

贾里德·舍伦伯格,卡尔加里大学机械工程学士,毕业设计项目硬件负责人:

“橡胶耐久性背后的理论是最难的部分——它比金属耐久性复杂得多。”

“实际使用软件很简单,因为手册直截了当、非常清晰且易于使用。”

亚历杭德罗(亚历克斯)·拉米雷斯-塞拉诺教授,卡尔加里大学机械与制造工程系:

“如果没有这款软件,学生们也能取得一些成果,但无法达到他们实际实现的水平和高度。”

“在他们的最终展示中,可以清楚地看到软件为他们提供了强大的工具来完成工作,并且他们确实学到了很多知识。”



设计挑战与解决方案


项目名称

轮毂电机用高惯量减震轮胎项目

引言

本项目的目的是为一种用于小型四轮车辆的特定轮毂电机开发 轮胎。

我们的轮胎注重耐久性和适应性,可在多种应用中使用。

   

设计必须满足以下要求:

承受80-100英寸的跌落

易于安装

耐温性(-45℃至60℃)

使用寿命超过10年

问题背景

探测车等车辆部署在危险条件和复杂地形中

车轮是最薄弱的环节,容易刺穿

车轮需要不断维修或更换

因此需要耐用且免维护的轮胎

     
     

概念选择

   

几何分析

考虑了4种潜在的非充气轮胎(NPT)设计

       
       
       
       

蜂窝设计表现最佳

   


研究了多种蜂窝结构设计变体

       
       
       
       

不同尺寸的蜂窝设计在Ansys中进行了4项结构测试分析

   

根据表格结果,“设计B”被确定为最佳方案

   

材料选择

   

选材考量

工业规模生产多套轮胎成本更低

90A聚氨酯(TPU)是该设计的最佳选择

最终测试结果

最终用于测试的轮胎样品准确复现了全尺寸轮胎的产品特性,并使用90A TPU材料通过3D打印制成

   

在Endurica中进行长期疲劳分析,物理疲劳测试以250N和0N的载荷每2.5秒循环一次,共进行10万次循环。

   
   

Endurica预测名义寿命超过1亿次循环

   
   

结论

最终设计满足赞助商提出的要求:

       

耐温性

       

抗冲击性

       

防刺穿

       

轻量化

在250N载荷下变形小于4mm,满足刚性要求

轮胎可用单个内六角扳手轻松安装到轮毂上

可能的改进方向:

优化几何结构

剪切/滚动阻力测试

确定合适的胎面花纹

可扩展性优化

   




来源:Endurica
疲劳非线性理论电机材料ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-04-29
最近编辑:3月前
Endurica
硕士 橡胶力学性能测试与疲劳寿命预测
获赞 64粉丝 3文章 75课程 0
点赞
收藏
作者推荐

为什么顶尖企业都在用它做橡胶耐久性分析?

Endurica DT是我们的增量求解器,是Endurica CL的附加组件。向Endurica DT提供一系列载荷情况,它会更新橡胶零件的剩余寿命。Endurica DT模拟橡胶性能如何随时间变化。Endurica DT is our incremental solver and is an add-on to Endurica CL. Give Endurica DT a series of load cases and it updates you on the remaining life of your rubber part. Endurica DT simulates how rubber changes over time. 优点 Benefits 1 模拟真实工况。将仿真的载荷工况和顺序与产品疲劳测试实际工况相匹配;Realistic use cases. Match the load cases and schedule for simulation with what your part experiences during product durability testing; 2 逼真的材料行为。考虑载荷和材料特性随时间的变化;Realistic material behavior. Account for load and material property evolution with time; 3 符合实际的寿命中止准则。模拟基于刚度的寿命终止标准(即按部件刚度损失的一定百分比计算的寿命)。Realistic end-of-life criterion. Simulate stiffness-based end of life criteria ( end of life at a percentage of component stiffness loss). 特点 Features 1 Endurica DT在您指定的一系列载荷情况下分析损坏情况(例如:块谱循环载荷、FMVSS多步骤轮胎疲劳测试、统计直方图);Endurica DT a nalyzes damage over a series of load cases that you specify (examples: block cycle schedule, FMVSS multi-step tire testing, histogram bins); 2 Endurica DT可从载荷循环次数、裂纹尺寸、最大应变能密度、等效老化时间和循环软化等方面跟踪损伤状态的演变情况;Endurica DT tracks damage state evolution in terms of cycles applied, crack size, maximum-ever strain energy density, equivalent ageing time, and cyclic softening; 3 Endurica DT计算每个预定载荷工况结束时的剩余寿命/剩余强度;Endurica DT calculates residual life / residual strength at the end of each scheduled load case; 4 Endurica DT为老化和循环刚度损失分析提供了联合仿真工作流程,其中应力应变计算结果因材料特性的演变而更新;Endurica DT offers co-simulation workflows for ageing and cyclic stiffness loss a nalyses in which the stress-strain solution are updated due to material property evolution; 5 Endurica DT为结构健康监测应用提供数字孪生功能。Endurica DT offers a Digital Twin capability for structural health monitoring applications. 注释:FMVSS:联邦机动车辆安全标准,它规定了制造商和用于制造车辆的设备的最低性能要求。FMVSS: Federal Motor Vehicle Safety Standards. It establish minimum performance requirements for manufacturers and the equipment used to make vehicles.数字孪生功能:数字孪生是一项前沿技术,通过反映产品、流程或服务的几乎所有方面,彻底改变了行业。它有可能在数字空间中复 制物理世界的一切,并为工程师提供来自虚拟世界的反馈。Digital Twin capability: Digital Twin is a cutting-edge technology that has revolutionized the industry by mirroring almost every facet of a product, process, or service. It has the potential to replicate everything in the physical world in the digital space and provide engineers with feedback from the virtual world . 来源:Endurica

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈