子午线轮胎静负荷实验的有限元模拟

建立了一种子午线轮胎的三维非线性有限元模型,来模拟子午线轮胎的静负荷试验。模型中考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、帘线-橡胶复合材料的各向异性、轮胎大变形导致的几何非线性以及轮胎与轮辋、轮胎与路面的接触非线性边界条件。提出了一种单元重叠技术,通过重叠不可压缩橡胶单元和描述帘线的单元来模拟帘线-橡胶复合材料,这种单元重叠技术产生的轮胎模型比正交各向异性模型计算过程更稳定。通过有限元分析,得到了子午线轮胎在充气压力和静负荷作用下的变形和应力分布情况以及接地区的压力分布情况,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合得很好。     

一种新型轮胎的设计与分析

 为了提高轮胎的防刺破、防爆胎和安全防弹性能,减轻重量,提出一种用于某型轮式特种车辆的无气轮胎,探索出一种新的轮胎设计方法.通过力学分析,建立了轮胎的结构模型,并利用有限元分析软件ANSYS对轮胎进行与地面的非线性大变形接触分析,获得车辆静态承载时车轮的受力与变形关系及应力分布情况,得到一些重要的设计参数,从而可以合理选材,改善胎体结构,优化设计方案.通过变形和接触力的关系得到轮胎的径向刚度曲线,为下一步的仿真分析提供重要的刚度参数.     

考虑高阶剪切的轮胎Gough刚度模型

轮胎是一种帘线增强橡胶复合材料结构,Gough刚度是表征轮胎侧向变形与磨耗的一个重要参数,但缺乏理论推导。本文基于高阶剪切复合材料梁理论,研究子午线轮胎带束层角度对轮胎侧向变形的影响及Gough刚度的理论基础。在Fiala横梁模型的基础上,将轮胎简化为弹性基础上的复合材料梁。胎侧及胎面胶简化为弹性基础,带束和胎体简化为复合材料梁。考虑高阶剪切位移场及帘线-橡胶材料的各向异性,利用虚功原理建立模型方程,得到了复合材料梁在侧向载荷作用下的小挠度理论解,与有限元结果和已有文献结果对比验证了其合理性。算例分析表明,当胎体等效梁结构的高宽比固定时,对应Gough刚度极大值带束角度是固定的;不同的帘线模量和橡胶模量也会对Gough刚度极大值所对应的带束角度产生不同的影响;带束层厚度对Gough刚度极大值对应的带束角度影响较小。根据Gough刚度极大值准则得到了不同高宽比下的轮胎最佳带束角度,利用实际轮胎解剖结构进行了验证。本文提出的模型为子午线轮胎带束角度优选和磨耗设计提供了理论指导。      

轮胎横向花纹沟噪声影响因素的剖析

运用Abaqus对具有横向花纹沟的轮胎滚动进行有限元分析,提取不同速度、气压、载荷、摩擦系数条件下的轮胎花纹沟表面在轮胎接地过程中位移-时间的变形曲线。为分析横向花纹沟的泵吸噪声,建立单个横向花纹沟及其周围的空气域有限元模型,在沟表面加载位移-时间变形曲线,利用FSI方法分析速度、气压、载荷、摩擦系数等使用因素对横向花纹沟泵吸噪声的影响。结果表明：泵吸噪声随着速度和载荷的增大而增大;气压变化均会使泵吸噪声增大;而摩擦系数对泵吸噪声影响不明显。验证FSI方法分析轮胎泵吸噪声是可行的,对后续低噪声轮胎使用和花纹设计具有一定的指导作用。     

橡胶复合材料结构非线性有限元分析

用非线性有限元法对一种典型的橡胶复合材料结构——轮胎的力学性能进行了分析。给出了轮胎滚动边界值问题的数学描述和有限元列式及相应的求解策略。取旋转刚体构形为参考构形, 得到消去时间变量的惯性场和控制方程。用增量约束方法处理轮胎滚动接触问题可以达到收敛快、精度高。研究了滚动参数对轮胎总体和局部变形和受力的影响。计算结果与已有数据和试验相吻合, 对轮胎设计和汽车动力学有指导意义。      

一种优化的柔性环动力学轮胎模型的研究与应用

提出了一种优化的柔性环轮胎有限元建模方法,该方法在传统的径向弹簧支撑的柔性环模型上优化了弹簧的数量并采用B21线性梁单元等效胎体的变形。该研究应用万能试验机对哑铃型轮胎橡胶片进行单轴拉伸试验,得到了应力-应变曲线,采用有限元仿真软件Abaqus对材料拉伸数据进行了超弹性和黏弹性评估拟合,在自由状态及载荷状态下对普通子午线轮胎柔性环模型进行了线性摄动模态分析,并提取了振型与固有频率。通过与Singlemodle分析结果的对比,验证了此建模方法的有效性和准确性。该研究还应用该模型预测了在动力学条件下,速度、载荷、胎压对轮胎固有频率影响的规律,为轮胎结构分析和设计提供了参考。     

基于MLE的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析

提出一种滚动轮胎冲击振动噪声预测的新方法。轮胎滚动接触引发的噪声是道路交通的一个重要课题,引发广泛关注,目前尚没有有效的分析预测方法。提出新方法包括用混合拉格朗日—欧拉描述法(Mixed Logrange Euler Method,MLE)分析大变形滚动接触结构的速度场、加速度场和接触变形。通过欧拉网格和拉格朗日网格的信息传递,完成滚动结构动力学分析。通过将轮胎花纹和胎冠整体三维建模,可以得到连续轮胎表面的加速度场。以参考空间中连续表面的加速度场作为声源,采用声学有限元方法得到滚动噪声的分布预测。实验和仿真结果对比证明本方法的可靠和准确,也证明1 000 Hz以下轮胎的滚动噪声主要是花纹的冲击振动引起的噪声。提出的方法为预测分析轮胎的滚动噪声开辟一条可行的道路。     

轮胎振动模态研究

轮胎动力特性是影响汽车行驶性能的重要一环。本文根据轮胎的实际结构，建立了由帘布层、带束层和橡胶层组成的轮胎复会材料力学模型，研究了轮胎的模态频率和振型，得到了与实验基本相同的结果。     

航空结构轮胎爆破喷流载荷下的结构损伤分析及试验研究

飞机在飞行中，起落架收起后出现的爆胎是由于先前的轮胎损伤而产生的，在轮胎的外露表面上任何一处都有可能发生。为研究舱内轮胎爆破的喷流载荷对飞机结构的影响，采用了一种可以反映瞬时气流场压力分布的工程拟合法，建立了工程计算模型。利用该计算模型，观察典型大尺寸结构在瞬时喷流载荷下的动力学响应过程，得到了结构损伤。结果表明：爆破点附近结构弹性变形很大，刚度最大的结构(如缘条)是危险部位；舱内轮胎爆破对结构破坏更严酷；该模型的计算结果与试验数据吻合较好，能够正确预测喷流载荷的压力场分布和结构的动态响应过程；该方法为航空结构的抗轮胎爆破冲击设计与损伤分析提供了一种可靠的手段。     

汽车轮胎的发展趋势

随着高速公路的兴建与发展,道路交通条件的完善,汽车车速的提高,轮胎在汽车上的地位和作用愈显突出,对其性能的要求也更加苛刻。因此,现代汽车(尤其是轿车)轮胎除具备良好的基本性能外,高速耐久性能和安全性能等越来越成为人们关注的焦点。当前,世界轮胎发展的总趋势就是“三化”,即轮胎的子午化、无内胎化和扁平化,以求不断提高轮胎性能,适应并推动汽车工业的不断发展。     

轮胎模具表面处理对轮胎表面质量的影响

汽车是现代工业的重要产物。近些年来随着我国经济的快速发展,我国的汽车销售量和保有量逐年增加,以2016年为例,我国实现了各类汽车2000多万量的销售额。轮胎作为汽车中的重要组成部分,每年的需求量极为巨大。做好轮胎的生产加工对于确保车辆的正常运行有着十分重要的意义。在轮胎的生产中,轮胎模具是其中最重要也是最为关键的部件之一,轮胎模具表面的质量直接影响到汽车轮胎的外观、生产效率以及模具的使用寿命。如何延长轮胎模具的使用寿命是长期以来轮胎生产厂商一直致力的事业。做好轮胎模具的表面处理提高轮胎模具的表面质量能够有效提升轮胎的加工质量,本文在分析影响轮胎模具表面质量的影响因素的基础上对如何提升轮胎模具的表面质量进行分析阐述。     

卡车轮胎气门嘴开裂分析

某卡车轮胎的铜合金气门嘴在使用1-3个月后部分发生开裂。采用宏观检验、化学成分分析、金相检验、硬度测试、断口分析及能谱分析等方法对气门嘴开裂的原因进行了分析。结果表明：气门嘴经过冷加工变形后没有去应力退火,在应力和环境介质的共同作用下,发生了应力腐蚀开裂。     

机械轮胎的维护技术分析

轮胎是机械行走系的重要部件。直接影响到车辆各种使用性能的发挥。正确使用和养护轮胎,延长轮胎的使用寿命,对机械的使南有很重要的意义。轮胎使用寿命的长短,固然跟轮胎的质量有一定关系,但也跟是否正确使用和保养分不开。文章分析了机械轮胎在使用过程中磨损的原因,并提出了防止方法,最后总结了转向轮前束的检查与调整方法,以供参考。     

废旧轮胎加筋路堤边坡模型试验研究

废旧轮胎用于岩土工程加筋,不但可以消纳、处理大量的废旧轮胎,减轻废旧轮胎造成的环境问题,而且可以为大量的加筋土工程提供质优价廉的加筋材料。该文通过加筋边坡模型试验,对废旧轮胎加筋路堤边坡的应力、变形特性以及影响因素等加筋机理进行了探讨。试验结果表明,轮胎加筋对于路堤边坡的应力演化有显著影响,加筋路堤破坏时相对素土边坡没有出现明显整体变形破坏,应力值没有出现陡降;轮胎加筋可显著降低靠近轮胎单元体正下方及其附近砂土承担的竖向附加应力,且顶层加筋轮胎与加载板距离越小,附加应力值减小越明显;轮胎加筋对减小路堤沉降量效果明显,且荷载越大效果越显著;加筋路堤中,顶部轮胎层距离加载板越近、轮胎加筋层间距越小,路堤模型沉降越小,初始密度较小时,路堤加筋效果较好;路堤边坡加筋前后破坏形态存在明显差异,对于路堤边坡剪出口位置的影响较大,顶部轮胎位置对于路堤边坡破坏形态作用较明显。     

实心轮胎研究分析报告

本文阐述了实心轮胎和充气轮胎在港口码头、堆场、矿山等领域的应用状况,从安全性、使用性、时效性、经济性四个方面进行比较,提出了实心轮胎的优越性。     

轮胎模具花纹造型设计关键技术

轮胎花纹设计是轮胎造型设计中的技术难题,通过分析轮胎花纹的造型过程,归纳出轮胎模具造型设计的关键步骤,并给出具体的解决方案。详细分析了平面二维花纹向轮胎表面映射的关键技术,建立了映射的原理,并给出了具体的算法。对花纹直壁面生成和花纹沟槽构造等步骤也提出了相应的解决思路。造型结果显示该方法可以有效地构造轮胎花纹的形状,效果明显。     

轮胎结构动特性的试验模态分析

本文对两种轮胎（子午线轮胎及钭交轮胎）开展了模态试验研究，获取了两种轮胎在典型工况下的模态参数，并分析了轮胎的模态参数随充气压力、激振力幅变化的规律，对它们在模态参数方面表现出的特点进行了细致对比。说明模态参数所显示的特点与其宏观特性是吻合的。     

基于模态试验方法的轮胎异常磨损机理研究初探

对将模态试验方法应用于轮胎异常磨损研究进行了探索，通过对某轿车新、旧（异常磨损）195／65R1591V型Hankook轮胎进行模态试验，测取了新、旧轮胎在高、中、低三种胎压时的模态数据，并使用最新的多参考最小二乘复频域模态分析方法对实测数据进行分析。通过对新、旧轮胎在高、中、低三种胎压下模态参数的分析对比，得到轮胎固有动态特性随轮胎的磨损和胎压的降低而降低的变化规律，从而得出轮胎异常磨损对轮胎动态特性变化的影响。为研究轮胎的异常磨损机理提供了一种新思路。     

一种野外快速定位轮胎漏点的新方法

轮胎是车辆的关键部件,它承受着全车的重量与动力,轮胎的性能及质量直接影响车辆的安全;该文将氦质谱真空检漏技术应用到野外轮胎检漏,详细介绍了氦质谱检漏技术原理,列举了轮胎修补技术常用的3种方法,包括胶条补技术、冷补技术、热补技术;在野外应用氦质谱真空检漏技术对轮胎进行检漏,相比传统的轮胎修补技术,该方法检漏灵敏度高、速度快,不用拆卸轮胎就可以完成漏点的定位、修补,相比拆卸轮胎、分解轮毂的方法,省时省力,非常适合车辆在野外条件下进行轮胎的修复。     

轮胎动力学协同发展策略研究

在汽车及飞机的自主发展中,轮胎动力学是个重要瓶颈。本文对比了国内外轮胎动力学的发展状况,指出面临当前愈加激烈的国际竞争,我国轮胎动力学的发展存在较大挑战。笔者在分析了轮胎动力学测试、仿真及应用技术的特点后,提出了协同发展我国轮胎动力学的策略及建议。