随着汽車的普及和使用範圍的不斷擴大，對汽車的性能和安全性提出了更高的要求。
汽車輪胎是汽車的重要組成部分。在汽車通過沙地時，不同花紋和材料的輪胎所卷起的沙子流态會對汽車底面擋闆的産生不同程度的損傷，進而影響汽車輪胎性能。
是以，對汽車輪胎的選型和設計，以及對汽車在不同路況下的性能和安全性的評估，都需要利用CAE仿真軟體對汽車進行石擊分析。
汽車石擊造成表面防氧化層磨損後的生鏽現象
1 分析要點
汽車石擊分析是指利用CAE模拟仿真技術，對汽車在不同路況下輪胎卷起的沙子對汽車底面擋闆的損傷進行分析和評估。
對汽車石擊的分析通常是在不同車重以及車速下評估：
輪胎的花紋和材料
沙子的大小和形狀
汽車底面擋闆的結構和材料
通過對不同情況下的汽車石擊分析，可以為輪胎的選型和設計、汽車底面擋闆的結構和材料的選擇、以及汽車在不同路況下的性能和安全性的評估提供科學依據。
1.1 輪胎的花紋和材料
不同的輪胎花紋和材料會對輪胎的抓地力、耐磨性和抗石擊性産生不同的影響。
例如，在通過沙地時，具有較深花紋和柔性特性的輪胎能夠更好地抓住沙子，減小卷起沙子的數量和大小，進而減小對汽車底面擋闆的損傷。
另外，輪胎花紋排列方式不合理也會影響石擊的産生。輪胎花紋排列的方向與行駛方向不一緻，會使得卷起的沙子産生扭曲，增加石擊的産生。
将柔性輪胎導入EDEM中進行參數的設定
1.2 沙子的大小和形狀
不同大小和形狀的沙子會對汽車底面擋闆的損傷産生不同的影響。
例如，較大的沙子會對汽車底面擋闆産生較大的沖擊力，進而容易導緻底面擋闆的變形和損傷；而較小的沙子則會對汽車底面擋闆産生較小的沖擊力，對底面擋闆的損傷較小。
用EDEM對沙子顆粒進行模組化
1.3 汽車底面擋闆的結構和材料
不同的底面擋闆結構和材料會對汽車石擊分析的結果産生不同的影響。
例如，在通過沙地時，具有較硬的底面擋闆材料和結實的結構能夠更好地抵抗沙子的沖擊力，進而減小對底面擋闆的損傷；而具有較軟的底面擋闆材料和松散的結構則會對底面擋闆的損傷較大。
2 CAE仿真分析
在汽車石擊分析中，常用的CAE仿真軟體包括EDEM和MotionSolve。
利用EDEM對沙地進行模組化，在Motion中建立輪胎、車身以及底面擋闆等模型。将兩種軟體的輸入和輸出接口進行比對和調整，進行耦合分析，以確定它們能夠正确地交換資料和資訊，進而預測在不同運動狀态下，沙子的運動過程以及對車身以及底面擋闆的作用情況。
在EDEM中進行汽車石擊分析
2.1 柔性輪胎
由于沙子等松散的表面會形成較深的溝槽和顆粒間的空隙，柔性輪胎相對于硬質輪胎使用時更容易形成與地面更大的接觸面積，這也有助于提高抓地力，特别是在松散表面上，接觸面積越大，摩擦力越大。
是以，在面對沙子等松散表面時，柔性輪胎往往能夠提供更好的抓地力和穩定性，相比之下，硬質輪胎可能會更容易滑動或者失去抓地力。
PM-FT作為柔性輪胎模組化方式可以以.FlexTire檔案讀入EDEM，在EDEM中直接使用，也可應用于MotionSolve與EDEM耦合使用，可以分别通過胎體、胎面、帶束層、胎唇進行模組化，此外還可以設定輪胎的材料參數如彈性模量等。
柔性輪胎模組化方式
通過對輪胎大小、胎體形狀花紋、胎壓以及材料參數的調整輸出一系列參數來評估汽車的抗石擊效果。其中常用的參數包括：
輪胎與沙子顆粒的接觸面積情況
輪胎與沙子互相之間的摩擦力等
基于這些參數可以評估不同輪胎花紋和材料對石擊産生的影響，進而指導輪胎的選型和設計。例如，增強輪胎的抓地性和耐磨性等方面的改進，都可以提高汽車的抗石擊性能。
2.2 沙子
在對沙子進行分析時，可以使用EDEM軟體對輪胎和沙子之間的接觸進行仿真模拟。通過定義沙子的大小形狀以及密度等參數，可以模拟出不同情況下輪胎卷起沙子的過程，同時輸出一系列參數來評估輪胎的抗石擊性能。其中，常用的參數包括：
卷起沙子的數量和粒徑大小
沙子對底面擋闆的沖擊力和壓力分布情況
沙子的速度和動能
沙子運動的流線分布等
基于這些參數，同樣也可以評估不同輪胎花紋和材料對石擊産生的影響，進一步為輪胎的選型和設計提供依據。
在EDEM中模拟一定胎壓下輪胎與沙土路面的實際接觸情況
2.3 底面擋闆
在進行汽車底面擋闆的結構和材料分析時，可以使用仿真軟體對底面擋闆的結構進行模組化，并設定不同材料參數。通過模拟不同情況下汽車底面擋闆的一系列參數來評估底面擋闆的抗石擊性能。例如，在EDEM後進行中可以輸出：
底面擋闆的累積載荷情況
底面擋闆的變形及磨損情況
基于這些參數，可以評估不同底面擋闆結構和材料對石擊産生的影響，進而指導底面擋闆的設計和材料的選擇。例如，選擇較硬的底面擋闆材料和結實的結構可以提高底面擋闆的抗石擊性能，進而減小對底面擋闆的損傷。
在EDEM中輸出汽車底闆的法向累積載荷（左）和切向累積載荷（右）