半钢子午线轮胎胎面胶配方对轮胎刚度特性影响的有限元仿真分析

以245/45R18半钢子午线轮胎为研究对象,建立有限元模型,对轮胎胎面胶配方进行正交试验设计,研究配方对轮胎径向刚度、横向刚度、纵向刚度和扭转刚度的影响。结果表明：胎面胶配方对轮胎扭转刚度的影响最大,其次为纵向刚度、横向刚度,对径向刚度几乎无影响;炭黑N234、白炭黑7000GR和环保芳烃油的用量是影响轮胎刚度的主要因素,轮胎刚度随炭黑N234和白炭黑7000GR用量的增大而增大,随环保芳烃油用量的增大而减小;炭黑N234与白炭黑7000GR呈相互减弱的交互作用,炭黑N234与环保芳烃油、白炭黑7000GR与环保芳烃油为相互增强的交互作用。     

载重轮胎轮廓设计与性能的相关性研究

选取12R22.5规格的3个不同品牌载重轮胎,对其轮廓以及接地印痕、静负荷性能和滚动阻力等性能进行分析,研究载重轮胎轮廓设计与性能的关系。结果表明：载重轮胎轮廓设计时,胎面轮廓采用较大的曲率,接地印痕更接近方形,轮胎的刚性更大,静负荷性能提高;肩部曲线采用反弧设计有利于提升轮胎的耐久性能。     

芳纶冠带层对半钢子午线轮胎性能的影响

研究芳纶冠带层对半钢子午线轮胎性能的影响。试验结果表明,采用1层芳纶冠带层设计的275/40R20高性能子午线轮胎的高速性能水平提升2个等级,压穿强度提高11%,接地印痕和接地压力分布有所改善,成品轮胎顺利通过试验检测。     

高速滚动子午线轮胎变形和接地印痕预测方法

In this research,the tire deformations due to rotation are divided into three parts：tread,belt and carcass.Tread deformation is obtained by using a rotating hollow cylinder model,belt expansion is calculated according to the laminated composite shell theory,and a formula of dynamic equilibrium profile is built to investigate carcass deformation.Moreover,a simple method is used to predict the footprint changes caused by tire deformation.Results show that a large deformation is occurring at tire shoulder,a smaller one at tread centre,and the shoulder deformations are mostly caused by carcass.Length of footprint side edges increases with tire rolling speed increasing.The predicted tread,belt,carcass deformations and footprint changes are in good agreement with finite element analysis（FEA） results.The proposed method and the results will offer a helpful guidance to tire and vehicle engineers.     

轿车轮胎接地印痕有限元优化分析

以60系列不同断面宽的轿车轮胎为研究对象,利用有限元方法研究轮胎外轮廓设计参数胎面第1段弧半径(R1)、第2段弧半径(R2)和胎冠弧度高(h)对轮胎接地印痕的影响。结果表明,R1值取约为断面宽的3倍为佳,R2和h取值越大,轮胎的接地印痕越好,但h的取值最好为8或8.5mm。该研究可为轿车轮胎接地印痕优化提供参考依据。     

带束层结构对高速轿车子午线轮胎印痕和制动性能的影响

利用MSC.Marc有限元软件模拟分析带束层结构对轿车子午线轮胎静态接地印痕、高速制动印痕和制动性能的影响,并将模拟结果与205/55R16 94W试制轮胎实测结果进行对比。结果表明：轮胎静态接地印痕的有限元模拟结果与实测结果接近,具有可靠指导意义;在相同的充气压力和负荷条件下,带束层宽度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层宽度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,带束层钢丝帘线角度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层钢丝帘线角度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,增大带束层宽度或钢丝帘线角度均能够增大轮胎印痕面积,通过改变带束层结构设计可以提高车辆安全性能;轮胎接地面积随着制动初始速度的提高而减小,导致轮胎接地压力增大,充气压力提高也会使轮胎接地面积减小,接地压力增大。     

全钢子午线轮胎胎圈耐久性能影响因素的有限元研究

通过有限元仿真研究设计参数对全钢子午线轮胎胎圈耐久性能的影响。研究的设计参数包括胎圈包布内端点高度、角度和密度,三角胶模量、高度和下三角胶厚度,胎体和胎圈包布反包高度,胎圈内轮廓,胎圈水平轴高度,胎圈模具轮廓,胎圈着合宽度,钢丝圈排列和直径。通过建立不同设计参数与仿真判据(应变能密度)的响应关系,得到设计参数对胎圈耐久性能的影响趋势。     

带束层角度对电动汽车轮胎性能的影响

采用有限元技术研究带束层角度对205/55R16电动汽车轮胎接地印痕、侧偏刚度和回正刚度的影响。结果表明：随着带束层角度的增大,轮胎接地印痕由方形逐渐变成偏圆形,接地印痕短轴长度变小,接地印痕长轴长度增大,接地印痕面积增大;在相同负荷、不同充气压力和相同充气压力、不同负荷下,随着带束层角度的增大,轮胎侧偏刚度均减小,回正刚度均增大。     

外轮廓和结构参数对载重子午线轮胎疲劳寿命的影响

以载重子午线轮胎11.00R20为研究对象,用应变能密度梯度(SEDG)作为轮胎疲劳寿命的评价指标,探讨轮胎外轮廓和关键结构参数对轮胎疲劳寿命的影响。结果表明:胎圈处曲率半径减小,轮胎疲劳寿命降低,反之则提高;胎肩处曲率半径减小,轮胎疲劳寿命提高,反之则降低;采用4层带束层并合理设定胎体帘布反包高度及其与钢丝加强层间的高度级差,能有效减小轮胎的SEDG模,从而提升轮胎的疲劳寿命。     

计及胎面花纹的子午线轮胎接地性能有限元分析

采用Abaqus软件建立带有部分胎面花纹的三维轮胎有限元模型,模拟研究不同工况下子午线轮胎的接地性能.研究结果表明：轮胎在静负荷和自由滚动工况下应力分布相似,沿轮胎中分面基本对称,最大应力在胎肩部位;在驱动工况下,高应力区向轮胎前进的反方向扩展,制动工况与此相反;在斜坡路面的应力分布与自由滚动时相似,但最大应力有所提高;侧偏滚动工况下的应力主要分布在轮胎的中分面及与侧偏方向相同的一侧,应力值明显提高.     

基于有限元方法的轮胎残余回正力矩的研究

通过有限元仿真的方法研究轮胎残余回正力矩的影响因素。结果表明：增大横向花纹沟槽角度,轮胎残余回正力矩的绝对值增大;横向花纹沟槽角度变化对胎肩花纹块残余回正力矩的影响最大;采用组合花纹块可较大程度地改变残余回正力矩;在其他条件固定的情况下,减小横向花纹沟槽宽度、增加横向花纹沟槽数量或增大横向花纹沟槽深度都可以增大残余回正力矩的绝对值;残余回正力矩的正负与1#带束层帘线角度的正负相反,轮胎的残余回正力矩与带束层帘线角度并非为线性关系。     

轮胎平宽对耐久性能影响的有限元分析

采用ABAQUS软件,根据257/65R17轮胎成型过程中的实际应力和温度负荷进行建模,并对轮胎的应力场和温度场进行有限元分析,研究轮胎平宽对耐久性能的影响。结果表明,随着轮胎平宽的增大,胎圈和胎肩部位的平均应力先减小后增大和平均温度先降低后升高,平宽为562 mm（胎体拉伸率为2.5%）时轮胎各部位的平均应力最小和平均温度最低,轮胎的耐久性能达到最佳。     

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.     

基于有限元法的航空轮胎瞬态冲击性能分析

利用Abaqus软件建立航空子午线轮胎三维有限元模型,研究航空轮胎冲击地面瞬间橡胶基体和骨架材料的等效应力。结果表明：轮胎冲击地面时,轮胎与轮辋接触部位受力大于轮胎与地面接触部位,更容易发生疲劳失效;骨架材料中带束层帘布等效应力最大,是主要承载部件,冠带层等效应力较小,主要吸收胎面方向的冲击;胎面胶和带束层在胎肩部位出现等效应力峰值,胎面接地中心区域出现低应力区。     

Hercules公司推出Avalanche RT可镶钉冬季轮胎

以215/75R17.5载重子午线轮胎为研究对象,利用Abaqus/Explicit模拟轮胎在转鼓上的滚动过程并分析其振动特性。为了验证该有限元分析方法的准确性,采用多普勒激光测振仪测量轮胎在转鼓上滚动时胎侧测点在时域下的振动速度响应,应用Matlab中等波纹低通滤波器Firpm函数对测得的时域信号进行滤波,保留20～500 Hz频率间的振动响应信号并对其进行傅里叶变换,与频域下的仿真值进行对比,二者具有良好的一致性,证明了滚动轮胎有限元分析方法的准确性。从有限元仿真的角度分析了使用因素对胎面和胎侧振动特性的影响规律。研究表明：胎面的振动速度分布关于轮胎顶点对称,靠近接地区域振动速度幅值最大,接地后端振动速度大于接地前端;随着速度和充气压力的增大,胎面和胎侧的振动速度随之增大,载荷对胎面和胎侧振动速度的影响较小。     

免充气轮胎与子午线轮胎有限元分析对比*

通过ABAQUS建立特殊结构的免充气轮胎有限元模型,对其静态加载和侧倾工况下进行了模拟,并将计算结果与同规格11.00R20载重子午线轮胎的实测数据作对比分析。研究表明：静载工况下,两者的静刚度曲线基本吻合,下沉量和接地面积接近,免充气胎最大接地压力较小;侧倾工况下,两者的接地面积和静刚度曲线的变化趋势接近。表明该免充气轮胎可以达到同规格子午线轮胎的性能要求。     

免充气轮胎与子午线轮胎的有限元分析对比

采用Abaqus软件建立特殊结构的免充气轮胎三维有限元模型,对其静态加载和侧倾工况进行模拟,并将计算结果与同规格11.00R20载重子午线轮胎的实测数据进行对比分析。结果表明:静负荷工况下,两者的静刚度曲线基本吻合,下沉量和接地面积接近,免充气轮胎最大接地压力较小;侧倾工况下,两者的接地面积和静刚度曲线的变化趋势接近。免充气轮胎可以达到同规格子午线轮胎的性能要求。     

带复杂花纹的子午线轮胎有限元建模方法

以205/50R16子午线轮胎为研究对象,研究带复杂花纹轮胎有限元分析模型的建立方法,并与简单花纹(纵向花纹)轮胎传统有限元建模方法进行对比分析.结果表明,所建复杂花纹轮胎有限元模型具有良好的精度,接地分析更精确.     

基于有限元方法的轮胎振动模态影响因素分析

通过建立轮胎有限元模型,采用计算机仿真技术分别在不同充气压力、轮辋约束、负荷以及滚动速度条件下对轮胎进行振动特性分析,并从理论上对仿真计算结果进行研究分析。结果表明：轮辋约束和负荷对轮胎振动影响不大,而充气压力和滚动速度对轮胎振动噪声影响较大。