石墨烯增强工程车辆翻新轮胎胎面的性能影响研究

为了有效改善工程车辆翻新轮胎使用中常出现胎面不耐磨、易崩花掉块等失效损坏形式,将石墨烯作为工程翻新轮胎胎面增强体材料,进行了石墨烯增强工程车辆翻新轮胎胎面配方及制备工艺设计,对石墨烯不同含量下的胎面拉伸强度、撕裂强度、100%定伸应力、300%定伸应力、耐磨指数等物理机械性能进行了测试,研究了不同质量分数下的石墨烯增强材料对工程车辆翻新轮胎胎面的性能影响规律,并应用分子链滑动理论对石墨烯增强胎面橡胶机理进行了分析.结果表明:当石墨烯质量分数约为7%左右,对工程翻新轮胎胎面橡胶的增强效果较为理想,其主要物理机械性能指标良好,工程车辆翻新轮胎的耐磨性能和抗崩花掉块性能得到了较大提高.     

基于ANSYS层单元的翻新轮胎有限元仿真分析

针对11R22.5载重车辆翻新轮胎在高速滚动过程中存在的磨损快、易脱层、撕裂等失效现象,基于ANSYS层单元结构对载重车辆翻新轮胎胎面层、缓冲层、胎体层复合材料变形特性进行了垂直载荷工况下的有限元分析,确定了翻新轮胎的材料参数,获得了翻新轮胎的变形特性规律,并进行了试验研究.仿真结果与试验结果吻合较好,修正了载重车辆翻新子午线轮胎的径向变形理论计算公式,为载重车辆翻新子午线轮胎的设计制造及性能研究提供了理论依据.     

翻新轮胎失效仿真分析与纳米复合强化技术探讨

阐述影响轮胎翻新业发展的主要因素和存在的关键技术问题。探讨运用Pro／E、ANSYS及ADAMS三大软件建立动态仿真模型和运用纳米材料对翻新轮胎进行界面交联复合强化的技术,分析翻新轮胎的可行性。     

预硫化高品质环形胎顶研发与应用

轮胎翻新既可解决橡胶资源短缺问题,又能消除黑色污染,是循环经济的重要一环,也是利国利民的好项目。然而,由于我国超载及路况原因,导致带束层损伤,符合冷翻标准的胎体占胎体总数不足10%,使高达轮胎造价65%的胎体变成工业垃圾。为使轮胎价值利用最大化,翻新轮胎工厂将不符合翻新标准的轮胎破损带束层与胎体分离,山东金宇轮胎有限公司研发了一种高品质环形胎顶,可以与这种胎体进行组合,生产的轮胎通过了实车装胎验证,在低速、短运距条件下,性能与新轮胎基本一致。     

基于TDA填料的废旧轮胎条带加筋砂土边坡承载特性

基于废旧轮胎良好的抗拉伸、耐老化及界面粗糙等特性,将废旧轮胎切割成条形成加筋条带,并以轮胎衍生集料作为回填材料,形成复合加筋边坡。结合粒子图像测速技术进行模型试验研究,建立数值模型研究不同加筋条件下的边坡力学响应。探讨轮胎条带层数、加筋位置、废旧轮胎集料(tire-derived aggregate, TDA)复合土加筋层厚度与荷载作用位置对边坡承载力的影响,得到加筋效果随加筋布置方式的变化趋势。结果表明,轮胎条带和TDA复合砂土均可起到良好的加筋效果,且复合加筋边坡承载力相比无加筋提高2倍左右。研究结果证实了采用轮胎条带-TDA复合加筋边坡的可行性,为进一步进行废旧轮胎在道路工程中的循环利用研究工作和工程应用提供了基础。     

动摩擦特性对轮胎侧偏、纵滑复合特性的影响

将轮胎橡胶的动摩擦特性应用于侧偏、纵滑复合工况下的统一刷子轮胎模型中,分析了动摩擦特性参数对复合轮胎模型的影响,建立了附着区、滑移区剪切应力方向角,推导了考虑动摩擦特性的复合特性力学表达式,建立了可实现不同速度、不同路面及任意侧向、纵向摩擦特性下仿真的理论模型。     

多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震性能分析

运用有限元分析软件SAP2000建立了不同层数的冷弯薄壁型钢结构住宅三维空间整体模型,分析了冷弯薄壁型钢结构住宅在抗震设防烈度为7、8度时的结构响应。结果表明,冷弯薄壁型钢结构整体性较好,层间位移角的峰值符合我国现行规范要求。在8度及以下抗震设防地区,所构建的冷弯薄壁型钢结构住宅体系可建到6层,限制高度为18m。     

基于仿真技术的翻新轮胎载荷变形特性研究

针对载重车辆翻新轮胎载荷变形特性进行有限元仿真及试验研究,修正翻新子午线轮胎的变形特性公式。理论计算、仿真分析及试验结果有较好的一致性,较真实地反映翻新子午线轮胎的变形特性状况,为翻新轮胎的结构设计及性能研究提供理论依据。     

GFRP 材料车轮轮毂有限元分析

本文使用 Glassfiber Reinforced Plastic（无碱型）薄壁圆筒材料（以下称 GFRP）制作车轮轮毂结构,并配合橡胶外垫作为保护部件,用以代替目前使用的充气式自行车轮胎。借助弹塑性力学基本理论,通过有限元分析方法对车轮进行“非线性屈曲”分析,得出在外荷载作用下,车轮轮毂的最大弹性变形量及轮毂在弹性限度内发生失稳破坏的荷载临界值,并与 GFRP 材料的抗拉强度及弹性模量值进行比对,论证了在安全范围内,该材料用作车轮轮毂的可行性。     

基于有限元和边界元的轮胎振动声辐射仿真计算

为考察轮胎振动声辐射的规律,本文从仿真计算的角度,以195/65R15型轮胎为研究对象,通过ABAQUS建立了多层复合结构轮胎有限元模型,计算了轮胎接地点在受到径向激励时各节点的振动速度,并将其转化为声学边界条件,在Virtual.Lab中利用间接边界元的方法计算了轮胎的辐射声压、声功率级以及远场指向性,同时考察了胎压,静载以及胎侧材料等对轮胎振动声辐射的影响.结果表明轮胎的振动噪声能量主要集中在各特征频率,而胎面和胎侧的振动是轮胎振动声辐射的主要噪声源.与此同时,胎压和静载对声辐射影响较大,而胎侧材料对声辐射的影响很小.这为轮胎在真实路谱激励下研究其振动声辐射奠定了基础,同时为轮胎滚动过程中振动声辐射的仿真计算提供了指导.     

轮胎结构不对称性对其力学特性建模的影响

轮胎因其结构不对称性导致的胎体锥度及帘布层转向效应,显著影响轮胎的力学特性。对于某一轮胎的试验数据,考虑胎体锥度及帘布层转向效应,是建立正确的经验及半经验轮胎力学特性模型的关键。本文对胎体锥度及帘布层转向效应进行了深入分析,提出了胎体锥度及帘布层转向效应等效处理及相应的试验辨识方法。指出轮胎模型的有效输入,是研究轮胎结构不对称性对其力学特性建模影响的有效方法。     

翻新载重轮胎温度测量系统设计与应用

载重子午线翻新轮胎因其生热率高、胎体厚、胎面层属于二次粘附,散热不易,在高速滚动过程中会发生脱落、爆裂现象。同时,轮胎的生热和温升不仅会缩短轮胎寿命,而且增加汽车油耗。因此,了解翻新轮胎的生热、散热特性,把握翻新轮胎的温度分布状态是很有必要的。通过实验测量,得出轮胎温度场的精确分布,有助于掌握轮胎生热和温升规律,延长翻新载重轮胎的使用寿命。     

纵向半椭圆对称双裂纹表面受力的估价

本文对火箭筒燃烧室进行断裂力学分析时,所采用的力学模型——纵向半椭圆对称双裂纹受内压薄壁圆筒,应用J积分原理,讨论了裂纹表面受力对结果的影响。     

石墨烯对车辆轮胎胎面的力学性能及抗滑性能影响研究

石墨烯与橡胶复合强化是近年来研究热点问题,为了进一步提高车辆轮胎的力学性能、耐磨性能及冰路面抗滑性能,将石墨烯作为车辆轮胎胎面增强体材料,进行了石墨烯增强车辆轮胎胎面配方及制备工艺设计,对石墨烯不同含量下的胎面拉伸强度、撕裂强度、100%定伸应力、300%定伸应力、耐磨指数等物理机械力学性能进行了测试,并对石墨烯强化后的车辆轮胎进行了冰路面抗滑性能实车试验,获得了不同质量分数下的石墨烯增强材料对车辆轮胎胎面的性能影响规律,并应用分子链滑动理论对石墨烯强化车辆轮胎胎面橡胶机理进行了分析。测试及分析结果表明:当石墨烯质量分数约为7%左右,对车辆轮胎胎面橡胶的性能强化效果较为理想,其主要物理机械力学性能指标良好,车辆轮胎的耐磨性能和抗滑性能得到了较大提高。     

薄壁圆筒弯曲时的剪应力探讨

使用不同弯曲剪应力公式计算薄壁圆铜弯曲时的剪应力分布规律,用弹性力学知识推得的弯曲剪应力公式来计算剪应力比τ=QS/bI计算剪应力精确度更高。并用前建立的六维力／力矩薄壁圆筒传感器的力学模型所得结果更符合实际。     

胎圈与轮辋接触对斜交轮胎有限元分析的影响

利用ANSYS中的三维层单元模拟轮胎复合材料,建立了7.00-16 14PR斜交轮胎三维有限元模型。分析比较了有无胎圈-轮辋接触的2种情况下轮胎有限元计算结果及对轮胎层间剪应力的影响,考察了胎圈-轮辋接触时层间剪应力在不同充气压力下的变化规律。结果表明,随着气压的增大,帘布层层间剪应力变大,但分布趋势基本相同;胎圈-轮辋接触后的帘布反包处层间剪应力变化相对平缓,在反包端点处层间剪应力最大。     

地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁弹性应力计算公式推导与验证

地下粮仓因其周围地层的低温或准低温环境对保障粮食品质安全具有显著优势,它是构建绿色生态储粮体系的重要技术支撑。结合工程实际提出一种圆形钢板-混凝土组合地下粮仓,该新型地下粮仓的圆筒形仓壁是由钢板和混凝土两种异材组成的钢板-混凝土组合仓壁(薄柱壳),其强度计算决定着组合仓壁的安全性,是首要应该解决的问题。弹性力学经典的受压圆筒应力计算公式对其不适用,为了研究该组合仓壁的弹性应力求解问题,采用地下结构常用的荷载-结构法,将外侧水土作用简化为沿圆筒外侧均布径向压力,引入了3个假设,建立了受均匀外压作用下的双层异材圆筒计算模型。根据弹性力学理论,计算模型的应力边界条件、界面条件和位移单值条件,推导了受均匀外压双层异材圆筒的应力计算公式。以圆形地下粮仓实际工程的结构参数,建立了钢板-混凝土组合仓壁工程算例,利用推导的双层异材圆筒应力计算公式求得工程算例的解析解,采用有限元法得到工程算例的数值解,二者吻合良好,验证了该双层异材圆筒应力计算公式的正确性。推导的受均匀外压双层异材圆筒弹性应力计算公式解决了地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁的应力求解问题,为地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁工程应用提供理论参考。     

薄壁圆筒上的斜裂纹在扭转下的断裂问题

本文研究了Ⅰ～Ⅱ复合型裂纹的断裂问题。在薄壁圆筒上开了斜裂纹,其长度为2a=8mm,是用电火花法开出的。为了防止薄壁圆筒扭转时失稳,试验时加了内、外保持器。试验结果表明,和θ_o实验值介于最大周向应力理论和最小应变能密度因子理论的计算值之间。但从工程角度考虑,为了安全起见,建议采用最大周向应力理论。     

冲击内压作用下厚壁圆筒弹性动力分析

采用动态线性与非线性有限元分析软件对厚壁圆筒进行弹性动力分析 ,得到了厚壁圆筒在冲击内压作用下圆筒壁特别是内壁处的应力、位移、速度随时间的变化规律 ,求解结果和解析解吻合 ,说明力学模型的建立是可行的 ,计算结果是可信的 ,为厚壁圆筒在冲击内压作用下弹性阶段的设计计算提供了依据 ,并为厚壁圆筒在爆轰载荷的作用下弹塑性分析计算打下了基础     

适用于高频激励的面内轮胎动态模型

为了合理表达轮胎在高频激励工况下的动态力学特性,建立了一种将轮胎连续物理结构离散化处理的轮胎动态模型。该模型将胎侧部分以及胎内压缩空气离散成一系列弹簧阻尼单元,带束部分离散成沿带束圆周方向均匀分布的多个质量点,质量点之间由代表带束拉伸和弯曲特性的弹性单元相连。在相邻质量点之间引入若干个无质量接触单元进行轮胎与路面之间接触力计算。利用TMPT试验数据对所建立的轮胎动态模型进行参数辨识和精度验证。对比结果表明,本文建立的轮胎动态模型不仅能够准确地表达轮胎静态力学特性,也能够很好地表达轮胎在典型不平路面上的高频动态力学特性。