基于轮胎/路面噪声对水泥刻纹路面铺设的研究

机动车行驶在水泥刻纹路面上行驶时,轮胎与路面接触易激发起高频噪声,且噪声频率随车速度的变化而变化,犹如唱歌一般,可形象称之为"唱歌声"。"唱歌声"声受轮胎材料结构特性、轮胎花纹形貌、路面刻痕宽度和深度等影响,在苛刻路面会被放大导致用户抱怨,影响用户满意度。为分析研究轮胎花纹噪声机理和严格控制车辆轮胎选型,整车厂通常会建造特殊试验道路用于轮胎花纹噪声开发测试。本文针对铺设轮胎花纹噪声专用试验道,对比多种刻纹深度和路面粗糙度的水泥刻纹路面上同一款轮胎的花纹噪声表现,总结出专用试验道路需具备的刻纹特征。本文的研究结果对轮胎花纹噪声的声学开发专用试验道路的铺设具有指导意义。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析。通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理。该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析.通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理.该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义.     

轮胎横向花纹沟泵吸噪声仿真研究

基于流固耦合和气动声学的方法研究了轮胎横向花纹沟槽结构尺寸及其截面形状对花纹泵吸噪声的影响。运用Abaqus仿真了带有横向花纹沟槽轮胎滚动以获得滚动过程中花纹沟槽各壁面位移随时间的变化信息;提取接地印痕区域内单个横向花纹沟槽并建立与周围空气相耦合的有限元模型,通过对其施加相应位移边界条件来重现横向花纹沟槽在滚动过程中的状态特性;借助流场计算实现对花纹泵吸噪声的预测。结果表明:花纹泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小;随着沟槽宽度的增大而增大;而沟槽深度对泵吸噪声影响不明显;沟槽横截面的形状对泵吸噪声影响较大。     

轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法

利用ABAQUS软件建立计及复杂花纹的205/55R16型子午线轮胎3D有限元模型,通过接地试验验证了有限元模型的精度,并提取轮胎在滚动过程中单个节距花纹沟体积变化历程。结合Lighthill声学理论和FW-H方程,利用动网格技术将花纹沟体积变化历程作为流体计算边界条件,计算花纹泵浦噪声,并与试验结果取得了较好的一致性。在此基础上,分析了使用因素对轮胎泵浦噪声的影响,轮胎花纹泵浦噪声随载荷和速度的增加而增加,随着轮胎气压的增加而减小。泵浦噪声与滚动程中花纹沟体积变化率成正比,提出以单一节距花纹沟体积变化率作为泵浦噪声的评价指标,控制花纹沟变形可实现降噪,为设计低噪声轮胎提供了新思路。     

汽车轮胎异常噪声动力学分析

轮胎安全技术是汽车安全运行最基本的保障，爆胎已经成为引发交通事故特别是高速公路交通事故的主要因素之一。本文研究爆胎前轮胎缺陷导致的异常噪声，用以及时发现轮胎不正常状态，保证汽车行驶安全。通过实验数据和动力学理论分析可知：轮胎气压异常、轮胎鼓包、轮胎台面花纹夹石等均会对轮胎噪声有明显的影响。因此，轮胎异常噪声能较好的轮胎鼓包等异常状况，为轮胎状况检测提供了一种新的思路。     

横向花纹沟结构对轮胎泵气噪声影响规律研究

通过对带有横向花纹沟的12.00R20子午线轮胎进行瞬态滚动分析,提取轮胎滚过路面时花纹块上表面位移随时间的变化曲线;建立单个横向花纹沟、路面以及周围空气域模型,在花纹块上表面加载位移时间曲线;基于双向流固耦合进行流场数值模拟并进行噪声预测,分析了横向花纹沟横截面几何参数对轮胎泵气噪声的影响。结果表明,轮胎花纹沟泵气噪声随着花纹沟的宽度的增大而增大,随着深度的的增大而增大,但随着壁面拔模角的增大而减小;且深度影响最大,拔模角次之,宽度影响最小。     

汽车轮胎噪声仿真分析方法与研究

本文利用LS-DYNA软件,采用计算机仿真的方法,验证"泵气噪声"这一理论,并对轮胎在不同强制位移下进行仿真,测量轮胎花纹沟槽空气泵吸噪声的大小,实现轮胎噪声的量化模拟及预报,达到汽车轮胎仿真分析的目的。本文中轮胎噪声分类及机理、有限元分析的过程,这是轮胎噪声计算机仿真的理论基础和操作指导。汽车轮胎噪声仿真分析研究采用HyperMesh软件对仿真模型的网格划分及各种定义等前处理,然后采用LS-DY-NA软件对前处理输出的K文件进行计算并利用LS-PREPOST对计算输出文件进行了后处理,完成轮胎噪声计算机仿真过程。     

HQ管降噪法在轮胎降噪中的应用分析

运用ABAQUS进行了具有横向花纹沟槽的轮胎滚动过程仿真,提取横向沟槽壁面在轮胎接地滚动过程中位移随时间的变化曲线。进而建立了单个横向花纹沟槽和其周围的空气域模型,对沟槽壁面施加滚动过程中的位移变形边界条件来模拟轮胎的滚动。在此基础上,利用HQ管降噪法对花纹沟噪声进行降噪探索。分析结果表明在花纹沟旁添加不同结构尺寸的HQ管结构可以达到降噪的目的。     

轮胎模具三轴数控加工方法研究

轮胎花纹是影响轮胎性能和使用寿命的主要因素,轮胎模具加工中花纹块加工是主要的技术难题,制造最困难的也是胎面的花纹.本文针对运用三轴数控技术加工轮胎模具生产中轮胎模具加工存在很大误差的问题,提出并验证了一种用三轴加工轮胎模具的花纹制造的新方法,为轮胎花纹分块加工,减少误差提供理论依据.在实际生产中效益较好.     

Arithmetic of automatically forming meridian tire tread pattern on basis of unigraphics

Tire tread pattern affects the performance of motor vehicles and traffic safety; therefore, designing it accurately is very important. This paper mainly discusses the arithmetic that can form tire tread patterns automatically and rapidly. The algorithm flow is given. Then, the principle of planar picture creating three-dimensional patterns concretely is analyzed. The experimental results of the meridian tire pattern based on the UG API function prove the feasibility and excellence of the proposed method.     

一种新的轮胎印痕测量及压力分布数据处理方案

介绍了一种基于压阻阵列成像方法的轮胎外圈表面花纹磨损检测技术,该技术通过检测轮胎在特定载荷下印痕的变化来估计轮胎的质量与使用寿命。在介绍测量原理的基础上,重点介绍了印痕图像处理技术与评价方法,针对轮胎花纹与地面接触产生的印痕图像确定边界与接触面积,研究了一种基于圆模板滚边的方法来获取图像外包络线的算法。研究表明该方法能有效处理凸壳与非凸壳图形,自动获取带凹槽图形的外包络区域,具有较好的鲁棒性和较高的精度。     

轮胎单个横沟泵吸噪声计算方法研究

以205/50R16子午线轮胎为对象,建立具有横向花纹沟槽的有限元法分析模型,利用Abaqus/Explicit进行瞬态滚动分析,得到滚动轮胎单个横沟的体积变化。将其导入Fluent中,利用计算流体力学方法对单个横沟泵吸效益流场进行分析,并结合Lighthill声学类比理论预测横向沟槽的噪声,同时基于涡声理论验证流场与噪声之间的关系。结果表明,单个横沟泵吸噪声第一峰值集中在0.8～2.0 kHz附近,仿真数据与试验结果在趋势上具有一致性;且噪声的声压峰值出现在泵吸状态发生转变的时间段;在时域中的3个噪声峰值出现涡量变化较大的时间段,已确定噪声的变化可由涡量来反映。     

面向轮胎3D花纹的语义建模方法

针对以几何特征为主导的建模方式会造成轮胎3D花纹模型创建操作繁琐、设计信息表达分散且不完备的问题,提出了以语义为主导的3D建模方法。该方法是在花纹设计的应用理论及实用技术探讨和研究的基础上,将理论设计中的花纹沟、装饰品及交汇特征的结构抽象分解得到轮胎花纹语义单元,从而构建花纹语义模型库和结构设计知识库。在此基础上引入轮胎节距信息,实现了轮胎花纹从概念设计到装配设计的层次化、系统化、形式化表达。最后,以CATIA/CAA为开发平台引入基于特征的建模技术,开发出语义级轮胎3D花纹设计系统。实例分析结果表明,该系统适用于多种类型的轮胎花纹建模,提高了CAD技术对设计信息表述的支持能力,增强了产品建模的自动化水平,有效地减少了设计人员的重复性工作,缩短了研发周期。     

轮胎胎面参数在线检测系统研究及应用

为了提高汽车轮胎生产过程中对胎面尺寸的测量精度,针对移动中的橡胶胎面设计了一种测量轮胎胎面参数的在线检测系统。选用3D激光传感器,根据传感器获得的坐标数据绘出胎面横截面轮廓,基于B样条曲线拟合方法,通过特征点测量计算胎面横截面数据;选用CCD图像传感器,设置两端基准线,根据现场亮度采用可调光源控制器,并采用OSTU算法对图像进行二值化处理,基于像素数和实际的尺寸存在线性对应关系,可获得胎面长度。现场实验结果表明,该测量系统的横截面参数测量精度小于1 mm,长度测量精度小于2 mm,能够满足生产工艺的测量要求,可实现胎面参数的在线动态测量,该测量系统具有安装方便、运行稳定等特点。     

Aerodynamic Characteristics of Isolated Loaded Tires with Different Tread Patterns:Experiment and Simulation

The current research of tire aerodynamics mainly focus on the isolated and simplified tread tire.Compared with the real complex pattern tire,the tread pattern structure and deformed profile of a loaded tire has a greatly influence on tire aerodynamic drag.However,the mechanisms of the isolated loaded tires with different tread patterns effects on the aerodynamic drag are subjects worthy of discussion.The purpose of this study is to experimentally and compu-tationally investigate the aerodynamic characteristics of three tires 185/65 R14 with different patterns under loaded.A wind tunnel test model was first established using three-dimensional(3D)printing with a ratio of 1∶1,and the pres-sure coefficients Cp of the three tires with different patterns are measured.The paper then conducted computational fluid dynamics(CFD)simulations for analyzing the pressure and flow characteristics.The accuracy of CFD simulation is verified by comparing the simulation results with the test results of pressure coefficients Cp,and they are of good consistency.While,the general analysis of pressure coefficients Cp results of the three tires indicates high-pressure area on the windward surface,and occurrence of low-pressure area on the leeward surface,the pressure coefficients Cp of all three tires decreased firstly and then increased along in the air flow direction.The authors finally analyzed the effect of tread patterns on the flow field around the tire and revealed the differences between flow characteristics and aerodynamic drag.The results show that,angle of tire lateral groove has great effect on the flow field characteristics such that;the more the angle of lateral groove agrees with the air flow direction,the less the flow separation and flow vortices,and a minimum observable aerodynamic drag.The research provides a guidance for the design of low aerodynamic drag tires,and helps to illustrate the impact of tire aerodynamics on the car body in the future.     

冰面和干燥路面上轮胎侧偏特性的试验研究

采用自行研制开发的平台往复式轮胎力学静特性试验机,研究了两条规格和胶料性能相同但胎面花纹不同的子午线轮胎在干燥路面和冰面上的侧偏特性,并进行了对比分析。重点讨论了冰面温度、轮胎负荷、轮胎气压和胎面花纹等因素对侧偏特性的影响规律。结果表明:低温冰面上轮胎的侧偏特性与干燥路面上的轮胎相似,但胎面花纹对冰面轮胎的侧偏特性产生更明显影响;在允许范围内适当降低气压有利于轮胎的操纵稳定性。     

Shape design of a tire contour based on approximation model

The basic purpose of a tire is to enhance vehicle performances such as driving performance, rolling resistance, durability, ride comfort, noise, wear resistance, etc. by acting as a flexible cushion. To meet the demand for increased vehicle performances, the design method of a tire has advanced. This study proposes a structural design method for tire contour by considering both the tread contour and the sidewall contour, simultaneously. Existing studies of tire contour optimization have focused on the tread contour and the sidewall, separately. Durability, maneuverability and ride comfort are performances that are commonly investigated in tire contour design. Durability, maneuverability and ride comfort can be measured by the values of the strain energy density, tension and vertical stiffness, respectively. The optimization technique using a metamodel is introduced to maximize durability while satisfying the imposed constraints of tension and ride comfort. To achieve this, the responses defined in the optimization formulation are expressed mathematically in explicit form with respect to the design variables by using the kriging surrogate model, resulting in a simple optimization problem. Then, the simulated annealing algorithm is utilized to find the global optimum.     

On the effect of pavement microtexture on thin film traction

The descent of a tread element of a tire rolling on a pavement on which a thin viscous fluid film is present is modeled. The tread element is assumed to be flat or curved and the pavement is assumed to possess a microtexture. Asymptotic results for the load supported by the tread element and the descent time are derived for different texture patterns. It is shown that the texture pattern as well as amplitude can significantly change the performance from that predicted by a smooth pavement assumption.     

滚动轮胎接地性能有限元分析

为深入理解轮胎滚动运动学机理，建立了轮胎在平面上滚动的三维非线性有限元模型。在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性，计算了子午线轮胎195／60R14在不同速度滚动时的变形情况、接地区压力分布、摩擦力分布、带束层应力分布等滚动特性。重点对轮胎胎面的变形情况进行了分析，为轮胎结构设计、振动与噪声分析提供了依据。