基于刚柔耦合环模型的轮胎均匀性建模与分析

轮胎在生产制造过程中会不可避免地产生结构、材料、质量分布等不均匀问题。汽车即使在平稳路面上行驶,轮胎的不均匀性也会引起轴力的波动,并且轴力的高阶谐波还可能引发车辆内部的噪声问题。本研究基于刚柔耦合环模型,提出了一个用于分析轮胎几何不均匀导致的动态响应的理论模型。该模型考虑了径向尺寸偏差的影响,得到了不同垂向负荷下轮胎与路面接触压力分布和接地印痕长度,进而分析了轴头纵向力和径向力的波动,并利用试验数据进行了验证。结果表明,建立的模型可以很好地描述轮胎几何不均匀性对其受力的影响,并预测低速时径向尺寸偏差对径向力波动的影响。     

炭黑填充橡胶复合材料动态力学性能和生热预报

基于应变放大因子的概念,对炭黑填充橡胶的动态力学性能和不同外载条件下的生热性能作了分析预报。对非均一橡胶复合部件或混炼不充分导致炭黑分散不均匀胶料和生热性能和动态模量进行了研究,用两种材料并联而成的复合材料模型说明了炭黑分散度对橡胶性能的影响。结果表明,随着炭黑分散度的提高,动态模量和滞后损失都下降,并且趋于炭黑完全分散时的值。还对复合部件在不同外载条件下的生热情况和动态性能作了比较。     

基于裂纹形核理论的橡胶制品疲劳研究

橡胶制品通常处于周期载荷作用下,疲劳破坏是制约其使用寿命的关键因素。目前橡胶制品的多轴疲劳寿命预报仍是橡胶工业的一个亟待解决的难题,开裂能理论不仅能解释橡胶的单轴疲劳和多轴疲劳的差异,同时以简单材料实验表征多轴载荷作用下橡胶的疲劳特性,减少了橡胶疲劳表征的时间和难度,兼顾了断裂力学方法和S-N曲线法的优点。本文基于开裂能理论,对空气弹簧橡胶支座进行疲劳分析与改进,仿真结果与实验结果吻合良好,表明基于开裂能量理论的橡胶疲劳仿真方法不仅能有效预测处于复杂多轴载荷作用下橡胶构件的疲劳寿命,同时还能获取疲劳裂纹临界开裂平面和开裂方向。     

Study on shape factor of the fusion-solidification zone of electron beam weld

The concept of shape factors of the fusion-solidification zone is proposed to describe the weld cross section geometry. According to these shape factors, the electron beam weld fusion-solidification zone is divided into four typical shapes and the classification criterion for these typical shapes is suggested. An integrated parameter n, combining the line power density of electron beam and material thermal properties is proposed to describe the relative power input, and another integrated parameter n2 combing the accelerating voltage and focusing current is proposed to reflect the power distribution in the keyhole. A series of new expressions, which can reflect the influence of focusing current, accelerating voltage, beam current, and material thermal properties, are developed to predict the fusion-solidification zone shape based on experimental results nonlinear fitting of n1 and n2.     

填充橡胶超弹性本构参数试验与应用

橡胶本构参数的精确性对橡胶结构力学分析的精度有至关重要的影响。开发一种基于图像分析的完整橡胶材料参数试验系统,并应用该系统对载重轮胎常用的橡胶进行了单轴拉伸、等双轴拉伸以及纯剪切的试验。在此基础上研究了多项式、Ogden以及Arruda-Boyce等流行橡胶本构关系的可靠性、稳定性与精度。结果表明双轴拉伸和纯剪切试验对确定可靠的橡胶本构是必不可少的。基于获得的橡胶本构参数对某全钢子午胎进行了充气和静载有限元分析,并进行了试验对比。分析证明轮胎接地压力、最大应变能密度等关键参数与橡胶本构参数有较大的相关性,二次多项式模型和Ogden模型在橡胶轮胎FEA中有较好的效果。     

轮胎近场噪声与远场噪声的相关性研究

采用自开发轮胎半消声室混合噪声试验方法,将不同花纹类型试验轮胎依次安装在测试车辆右前轮位上,利用转鼓驱动测试轮胎,并利用放置在待测轮胎一侧的距轮胎接地中心1m、呈半圆形放置的9个传声器获取轮胎的近场噪声数据;利用放置在同侧但距离轮胎接地中心线7.5m、呈直线放置的5个传声器获取轮胎的远场噪声数据。相关性分析表明,60°位置处传声器测得的近场噪声与远场噪声之间的相关性最高,且两者之间的数值关系符合点声源的衰减规律,平均绝对误差不超过1dB。该相关性模型为用轮胎的室内近场噪声预测远场噪声提供了理论数据,使室内近场试验部分替代远场试验成为可能。     

圆管带式输送机最佳悬垂度研究

建立复杂圆管带式输送机的有限元模型,提出长距离管带机悬垂度分析的代表性单元法,并试验研究管带机胶带的力学特性。仿真模拟了管带机在给定张力和物料密度条件下的变形、应力和悬垂度,据此分析托辊间距对悬垂度的影响,并考虑实际的约束条件,确定了某管带机项目的最佳悬垂度。     

智能轮胎的垂向力预测应用研究

选用MEMS加速度传感器搭建智能轮胎的硬件测试系统,并利用该系统实现对轮胎垂向力的预测。为了获取各种工况下的智能轮胎传感器数据,同时对预测算法进行验证,分别进行了转鼓台架试验和实车试验。结果表明,基于智能轮胎的垂向力预测算法具有较高的精度,可以满足工程应用要求。     

空气弹簧系统建模及其高度控制策略

现有的空气弹簧系统建模复杂,并且在对空气弹簧系统进行高度控制的过程中容易产生振荡,针对这些问题,提出了一种热力学空气弹簧建模方法,以及基于比例积分微分(PID)的空气弹簧高度控制策略.首先,以空气弹簧系统为研究对象,采用了热力学分析方法,建立了以温度、压强为自变量的高精度非线性空气弹簧系统模型;然后,设计了空气弹簧高度...     

基于双死区设计的空气悬架高度滑模控制方法

该文提出了一种双死区设计,运用滑模控制理论,对空气悬架的高度进行精确控制.创新点包括:区别于传统的气体多方变化假设模型,提出了基于热力学分析,利用温度-压强双控制方程建立的高精度非线性空气弹簧气室模型;提出空气悬架高度控制的双死区设置方法,通过大、小2个死区套合以提升控制精度,减少了单死区设置容易出现的振荡现象;运用滑...