非充气安全轮胎的研究现状

介绍世界各大轮胎公司推出的新型非充气安全轮胎。固铂轮胎公司的仿生蜂巢轮胎、米其林公司的Tweel轮胎、韩泰公司的i-Flex等新型非充气安全轮胎采用聚氨酯弹性材料以及蜂巢式、轮辐式或螺旋网状等结构作为轮胎支撑,具有质量小、强度高、减震好和安全性高等优点。     

固铂仿生蜂巢轮胎

固铂轮胎公司与美国威斯康辛州麦迪逊的聚合物研究中心合力开发了一种适用于军队使用的新型仿生非充气轮胎——蜂巢轮胎,其主要用于悍马越野车（见图1）。     

非充气轮胎的结构设计与力学性能

阐述充气轮胎具有在粗糙路面滚动时能量损失低以及垂直刚度和接地压力较小、承载效率较高的优势以及不抗刺扎、易爆胎、运转不平稳的不足。介绍两款典型的非充气轮胎——辐条式非充气轮胎和蜂巢式非充气轮胎的结构和力学性能。与传统充气轮胎相比,非充气轮胎不仅垂向刚度和接地压力解耦,垂向刚度、侧向刚度、扭转刚度也不再是强耦合关系,这极大地拓展了轮胎的设计空间,仅通过调整剪切带及轮辐的结构和几何参数就可以有效地优化轮胎的性能,但非充气轮胎也存在很多问题,使其仍处于设计研发阶段。今后非充气轮胎的市场需求将不断扩大,其结构和力学性能将不断改进,使非充气轮胎成为轮胎领域的一大品种。     

免充气蜂巢式轮胎接地性能的有限元分析

建立免充气蜂巢式轮胎与地面接触的有限元模型,进行接地性能的相关分析.研究结果表明,与充气轮胎相比,胎面采用聚氨酯弹性体、胎体采用聚甲醛塑性材料的免充气蜂巢式轮胎具有更大的径向刚度和横向刚度,表明在降低滚动阻力和增强操控稳定性方面有优势,但是其胎面中心区域的接触应力最大,造成该区域磨损较为严重.     

新型防爆安全轮胎的研究进展

介绍新型防爆安全轮胎的研究进展。分析传统轮胎行驶中爆胎、磨损、运转不平稳等故障与原因。重点介绍自密封轮胎、自支撑型缺气保用轮胎、辅助支撑型缺气保用轮胎等新型防爆充气安全轮胎,防爆免充气实心轮胎(橡胶实心、聚氨酯实心、镂空实心)、胎面/支撑结构免充气轮胎、防爆免充气空心轮胎等新型防爆免充气安全轮胎,以及新型防爆中空安全轮胎的产品结构和技术特点。新型防爆中空安全轮胎兼具充气轮胎和免充气轮胎的特点,是未来新型防爆安全轮胎的发展方向之一。     

非充气安全轮胎的研究现状

随着车辆行业的不断发展,充气橡胶轮胎爆胎引发的交通事故率越来越高。为了降低爆胎的发生率,世界各大轮胎公司推出了一系列安全性能优异的非充气安全轮胎,本文针对这些非充气安全轮胎的研究现状进行了介绍,为国内非充气安全轮胎的研发及轮胎结构设计提供一定的参考建议。     

基于ANSYS Workbench的蜂巢轮胎有限元分析

免充气轮胎因其防爆、耐用、免充气、成本低的优势已逐渐成为轮胎工业研究的一大亮点。通过改变蜂巢单元尺寸,建立了4种不同蜂巢密度的轮胎模型,以ANSYS Workbench软件为工具,分析其静态工况下的承载能力和等效应力分布。分析结果表明,蜂巢结构轮胎的承载能力、接地印迹和蜂巢结构胎体的等效应力分布均与蜂巢密度密切相关。得出结论可为以后免充气轮胎的结构设计和参数优化提供依据。     

全球非充气轮胎市场概况及专利技术分析

非充气轮胎英文全称为Non-Pneumatic Tire,缩写为NPT。非充气轮胎具备不需充气、耐用、易翻新和防爆等特征。与标准子午线轮胎的工作效率和操纵性相比,非充气轮胎在高速行驶状况下会遭受较大的震动。非充气轮胎技术省去了充气轮胎在使用前检查胎压并经常充气的环节,其特殊的结构设计使轮胎原料成本大大削减,且具有优良的安全性能,解决了易被扎破甚或爆胎引发安全事故的缺陷问题,使非充气轮胎成为轮胎研究发展的又一亮点。     

新型免充气轮胎发展现状

充气轮胎是人类近现代历史上最伟大发明之一,影响了汽车工业的发展。当前随着汽车工业的发展,车辆速度提升和使用环境扩展,人们对轮胎性能的要求越来越高,但由于充气性的特点和橡胶材料固有的特性,充气轮胎安全性能的提升空间受限;轮胎一旦失去气压,性能就会急剧下降。2005年米其林公司发布TWEEL免充气概念轮胎,标志具有现代意义的新型免充气轮胎诞生,建立了轮胎经济性、环保性、安全性和行驶平顺性的新标准。此后,更多国际轮胎制造企业、轮胎研发机构和汽车制造厂商关注新型免充气轮胎的开发,开始了新型免充气轮胎开发的国际竞赛,有关的新发明、新技术和新概念轮胎大量出现。新型的免充气轮胎已经开始影响轮胎与汽车设计和制造技术发展。本文介绍和总结了当前国际上新型免充气轮胎发展状况,重点介绍了几类新型免充气轮胎的开发背景,开发历程和开发进展,也分别讨论了这几类免充气轮胎的结构和性能特点。     

国内外非充气轮胎研究概况

介绍国内外在非充气轮胎领域的前沿性探索。国外轮胎与轮辋一体化轮胎、放射螺旋网状结构轮胎、蜂窝状 轮胎和国内负泊松比结构轮胎、3D打印聚氨酯轮胎等非充气轮胎具有节能环保、安全性能高、滚动阻力低、可模块化设计 等优势,但也存在噪声、温升和疲劳破坏等方面不足。提出了结构与材料的优化匹配将是未来非充气轮胎的发展趋势。