1.定义文件名
GUI：单击Utility Menu→File→Change Jobname，弹出一个对话框，在输入栏中输入tire contact analysis，单击“OK”按钮。
2.选择单元
（1）定义单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，弹出对话框，单击“Add”按钮，在弹出对话框的左边选择Solid，然后在右边选择Quad 4 node 182单元，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Solid，然后在右边选择Brick 8 node 185单元，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择ANSYS Fluid，然后在右边选择3D hydrostatic 242，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Contact，然后在右边选择pt-to-surf175，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Contact，然后在右边选择3D Target 170，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Contact，然后在右边选择8 node174，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Contact，然后在右边选择3D Target170，单击“Apply”按钮；在对话框的左边继续选择Structural Mass，然后在右边选择3D mass 21，单击“OK”按钮。
（2）设置单元关键字
在单元类型对话框中选择HSFLD242。然后单击“Options”按钮选项，在弹出的对话框中设置流体质量（Fluid mass）为基于体积计算（Volume based），单击“OK”按钮，返回单元类型界面；在单元类型对话框中选择CONTA175，然后单击“Options”按钮选项，在弹出的对话框中设置接触算法（Contact algorithm）为MPC算法（MPC algorithm），设置接触表面行为（Behavior of contact surface）为总是粘结接触（Bonded（always））单击“OK”按钮，返回单元类型界面；在单元类型对话框中选择Type 5 TARGE170。然后单击“Options”按钮选项，在弹出的对话框中设置刚性目标节点的边界条件设置方法（B.C for rigid target nodes）为用户自定义（User definition），单击“OK”按钮，返回单元类型界面；在单元类型对话框中选择MASS21，然后单击“Options”按钮选项，在弹出的对话框中设置转动惯量选项（Rotary inertia options）为不考虑转动关联的三维质量（3-D w/o rot iner），单击“OK”按钮，返回单元类型界面，然后单击“Close”按钮关闭对话框。设置接触单元CONTA174考虑冲击约束，但该关键字设置暂不支持GUI操作，因此需在命令流窗口输入：
keyopt，6，7，4
3.实常数
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete，弹出实常数定义面板，单击“Add”按钮，选择单元HSFLD242，单击“OK”按钮，弹出HSFLD242实常数定义面板，如图18-2所示，输入参考压力值为0.12，单击“OK”按钮；单击“Add”按钮，选择单元类型4 CONTA175，单击“OK”按钮，保持默认设置，单击“OK”按钮；单击“Add”按钮，选择单元类型CONTA174，单击“OK”按钮，保持默认设置，单击“OK”按钮；单击“Add”按钮，选择单元类型MASS21，单击“OK”按钮，弹出MASS21实常数定义面板，如图18-3所示，输入轮胎承受的质量为1000，单击“OK”按钮，单击“Close”按钮。
图18-2 HSFLD242实常数定义面板
图18-3 MASS21实常数定义面板
4.定义材料模型
（1）定义轮胎的材料模型
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models，弹出一个对话框，单击Structural→Linear→Elastic→Isotropic，弹出各向同性线弹性材料定义面板，如图18-4所示，输入EX=6894.8、PRXY=0.5，单击“OK”按钮，继续单击Structural→Nonlinear→Elastic→Hyperelastic→Mooney-Rivlin→2 parameters，弹出Mooney-Rivlin双参数材料模型定义面板，如图18-5所示，输入C10=0.55158、C01=0.1379、d=0，单击“OK”按钮，继续单击Structural→Density，弹出材料密度定义面板，输入轮胎密度为2.768E-6，单击“OK”按钮。
图18-4 各向同性线弹性材料定义面板
图18-5 Mooney-Rivlin双参数材料模型定义面板
（2）定义轮胎的材料模型内空气材料模型
对于空气材料模型ANSYS14暂不支持该材料模型的GUI操作，需在命令窗口输入以下命令流：
（3）定义轮胎底面与路面的摩擦模型
ANSYS提供了库仑摩擦模型，当该摩擦模型定义为材料模型时，ANSYS暂不支持GUI操作，需在命令窗口输入以下命令流：
（4）定义轮胎内钢丝强化纤维材料模型
单击Material→New Model，在弹出的对话框框中输入4，单击“OK”按钮。单击Structural→Linear→Elastic→Isotropic，弹出各向同性线弹性材料定义面板，如图18-4所示，输入EX=2E5、PRXY=0.3，单击“OK”按钮。
5.定义轮胎内强化纤维的截面
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Sections→Reinforcing→Add/Edit，弹出强化纤维截面设置面板，按照图18-6所示进行设置，设置完毕后单击“OK”按钮。然后继续输入ID号为2，将V1修改为2，其他保存不变，单击“OK”按钮。
图18-6 强化纤维截面设置面板
6.建立轮胎实体模型
本实例的模型联合应用实体模型和有限元模型建模技术，因此在该步骤既有实体模型也包括有限元模型。
（1）定义关键点
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，弹出在激活坐标系中定义关键点面板，如图18-7所示，在面板中关键点号（Keypoint number）中输入1，在激活的坐标系中输入X=0，Y=90，Z=0，单击“Apply”按钮；继续输入关键点号为2，X=0，Y=90，Z=1，单击“Apply”按钮；继续输入关键点号为3，X=-63.6396103068，Y=153.6396103068，Z=0，单击“Apply”按钮；继续输入关键点号为4，X=-60.1040764009，Y=150.1040764009，Z=0，单击“Apply”按钮；继续输入关键点号为5，X=0，Y=340，Z=0，单击“Apply”按钮；继续输入关键点号为6，X=1，Y=340，Z=0，单击“OK”按钮。
图18-7 定义关键点面板
（2）定义关键点
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→In Active Coord，弹出拾取对话框，拾取关键点3和4，单击“OK”按钮。
（3）将线旋转成面
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Lines→About Axis，弹出拾取对话框，拾取线L1，单击“Apply”按钮，继续拾取关键点1和2，单击“OK”按钮，弹出线绕轴扫描定义面板，如图18-8所示，输入线转动角度为270°，划分的面片段为15，单击“OK”按钮。
图18-8 线绕轴扫描定义面板
（4）划分轮胎横截面网格
1）打开网格划分工具
GUI：单击Main Menu→Preprocesso→Meshing→MeshTool
2）设置总体网格尺寸
选择网格划分工具面板中的尺寸控制子面板中的总体网格控制（Global）选项并单击设置（Set）按钮，弹出总体网格尺寸设置面板，如图18-9所示。
图18-9 总体网格尺寸设置面板
该设置面板中有两个控制选项：单元尺寸（Element edge length）和单元数量（No.of element divisions），在单元尺寸中输入50，单击“OK”按钮。
3）划分网格
单击网格划分工具面板上的网格划分按钮（Mesh），弹出拾取对话框，单击“Pick All”按钮。
（5）设置单元拉伸选项面板
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Elem Ext Opts，弹出单元拉伸选项面板，如图18-10所示，设置单元类型为SOLID185，每个片段拉伸单元数量为8，并选择生成体单元后删除面单元。设置完毕，单击“OK”按钮。
图18-10 单元拉伸选项面板
（6）将面单元拉伸成体单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Areas→About Axis，弹出拾取对话框，单击“Pick All”按钮，弹出拾取对话框，拾取关键点5和6，单击“OK”按钮。
7.建立轮胎内空气模型
（1）定义节点
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→In Active CS，弹出在当前坐标系中创建节点面板，如图18-11所示，输入节点号为10000，对应的节点坐标为0，340，0，单击“OK”按钮。
图18-11 在当前坐标系中创建节点面板
(2)设置单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-12所示，设置单元类型为HSFLD242，材料号为2，实常数号为1，单击“OK”按钮。
图18-12 单元属性设置面板(www.xing528.com)
（3）选择轮胎内表面
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择实体设置面板，如图18-13所示，按照图18-13进行设置，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，如图18-14所示，按图18-14进行设置，单击“OK”按钮。
图18-13 选择实体设置面板
图18-14 拾取对话框
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择实体设置面板，如图18-13所示，选择Also Select，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，如图18-14所示，选择输入78，120，3，单击“OK”按钮。
（4）选择依附于面的节点
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择实体设置面板，如图18-15所示，按照图18-15进行设置，单击“OK”按钮。
图18-15 选择实体设置面板
（5）自动创建流体静压单元
对于流体静压单元自动创建单元方法，暂不支持GUI操作，需输入以下命令流：
其中，10000为流体静压单元的顶节点。
（6）选择所有实体
GUI：单击Utility Menu→Select→Everything
8.定义带控制节点的接触对
该接触对主要模拟轮胎钢圈与轮胎的刚-柔接触，并通过控制节点来控制的轮胎运动。
（1）定义控制节点
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→In Active CS，弹出在当前坐标系中创建节点面板，输入节点号为5000，对应的节点坐标为0，340，0，单击“OK”按钮。
（2）设置目标单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-16所示，设置单元类型为5号单元TARGE170，实常数号为2，目标单元形状为控制节点（Pilot node），单击“OK”按钮。
图18-16 单元属性设置面板
（3）创建目标单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes，弹出拾取对话框，输入1026，单击“OK”按钮。
（4）设置接触单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-16所示，设置单元类型为4号单元CONTA174，实常数号为2，其他保持不变，单击“OK”按钮。
（5）选择轮胎内圈外侧的线
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择线设置面板，如图18-17所示，按照图18-17进行设置，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，拾取线124，156，51和125，单击“OK”按钮。
（6）选择依附于选择线的节点
GUI：单击Utility Menu→Select→Enti ties，弹出选择节点设置面板，如图18-18所示，按照图18-18进行设置，单击“OK”按钮。
(7)创建接触单元
GUI:单击Main Menu→'Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Surf／Contact→Node to Surf，弹出拾取对话框，单击“Pick All”按钮。
图18-17 选择线设置面板
图18-18 选择节点设置面板
（8）选择所有实体
GUI：单击Utility Menu→Select→Everything
9.定义轮胎底面与路面的刚-柔接触
（1）定义节点
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Nodes→In Active CS，弹出在当前坐标系中创建节点面板，输入节点号为5001，对应的节点坐标为500，-20，500，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为为5002，对应的节点坐标为500，-20，-200，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为为5003，对应的节点坐标为500，30，-450，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为5004，对应的节点坐标为500，30，-1100，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为5005，对应的节点坐标为-500，-20，500，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为5006，对应的节点坐标为-500，-20，-200，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为5007，对应的节点坐标为-500，30，-450，单击“Apply”按钮；继续输入节点号为5008，对应的节点坐标为-500，30，-1100，单击“OK”按钮。
（2）设置目标单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-16所示，设置单元类型为7号单元TARGE170，实常数号为3，材料号为3，目标单元形状为4 node quad，单击“OK”按钮。
（3）创建目标单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes，弹出拾取对话框，拾取节点5001、5002、5006、5005，单击“Apply”按钮；继续拾取节点5002、5003、5007、5006，单击“Apply”按钮；继续拾取节点5003、5004、5008、5007，单击“OK”按钮。
（4）设置接触单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-16所示，设置单元类型为6号单元CONTA174，实常数号为3，材料号为3，单击“OK”按钮。
（5）选择轮胎底面
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择面设置面板，如图18-13所示，按照图18-13进行设置，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，如图18-14所示，将输入的面号修改为92，110，3，单击“OK”按钮。GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择实体设置面板，如图18-13所示，单击“Also Select”按钮，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，如图18-14所示，输入35，59，4，单击“OK”按钮。
（6）选择依附于轮胎底面的节点
GUI：单击Utility Menu→Select→Entities，弹出选择实体设置面板，如图18-15所示，按照图18-15进行设置，单击“OK”按钮。
（7）创建接触单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Surf/Contact→Surf to Surf，弹出划分自由面设置面板，保存默认设置，单击“OK”按钮，弹出拾取对话框，单击“Pick All”按钮。
（8）选择所有实体
GUI：单击Utility Menu→Select→Everything
10.定义质量单元
（1）设置单元属性
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Elem Attributes，弹出单元属性设置面板，如图18-16所示，设置单元类型为8号单元MASS21，实常数号为4，单击“OK”按钮。
（2）创建质量单元
GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Elements→Auto Numbered→Thru Nodes，弹出拾取对话框，输入1026，单击“OK”按钮。
11.定义强化纤维
对于强化纤维单元的创建，主要步骤如下：选择相应的基体（实体或壳体单元），然后使用EREINF进行创建，输入的命令流如下：
图18-19 强化纤维单元
图18-19 给出了创建完毕的强化纤维单元。
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