轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的研究

介绍了轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的测试装置及原理 ,并用经过改进的测试装置测量了平坦路面上轮胎的垂直滚动动态刚度和阻尼 ,回归出轮胎垂直滚动动态刚度和阻尼的半经验公式。得出了随着轮胎滚动速度的增大 ,轮胎的垂直动态刚度和阻尼逐渐减小的结论。     

赛车胎低频动力学特性实验研究

试验研究负荷、充气压力、滚动速度和激振频率等参数对赛车轮胎低频动力学特性的影响。结果表明：非滚动状态下,动态刚度随径向负荷和充气压力的增大而增大,阻尼系数随径向负荷的增大而增大,随充气压力的增大而减小;滚动状态下,动态刚度和阻尼系数随充气压力的增大而增大,负荷对两者基本无影响;随着滚动速度的增大,动态刚度增大,阻尼系数基本无变化;随着激振频率的增大,阻尼系数增大,动态刚度基本无变化。赛车轮胎的低频动力学特性研究结果与文献描述情况大部分一致。     

赛车轮胎低频动力学特性试验研究

试验研究负荷、充气压力、滚动速度和激振频率等参数对赛车轮胎低频动力学特性的影响。结果表明:非滚动状态下,动态刚度随径向负荷和充气压力的增大而增大,阻尼系数随径向负荷的增大而增大,随充气压力的增大而减小;滚动状态下,动态刚度和阻尼系数随充气压力的增大而增大,负荷对两者基本无影响;随着滚动速度的增大,动态刚度增大,阻尼系数基本无变化;随着激振频率的增大,阻尼系数增大,动态刚度基本无变化。赛车轮胎的低频动力学特性研究结果与文献描述情况大部分一致。     

轮胎侧向刚度试验研究

采用轮胎室内静态刚度测量装置测量轮胎的侧向刚度,考察充气停放时间、滑板运行速度、冠带层帘线材料弹性模量、垂直负荷和充气压力对轮胎静态侧向刚度的影响,并研究静态和动态侧向刚度数据之间的关系,得到轮胎充气停放时间是影响侧向刚度数据重复性的重要因素及冠带层帘线材料弹性模量增大可以有效提高轮胎侧向刚度等结论。     

7.00R16LT轻型载重子午线轮胎带束层结构与性能的相关性研究

对7.00R16LT轻型载重子午线轮胎采用3种不同的带束层结构进行测试分析,重点研究带束层结构对轮胎滚动阻力和刚度的影响。结果表明：带束层的整体刚度越大,轮胎的滚动阻力系数越小;带束层的总体模量越大,轮胎的横向刚度越大,增加冠带层可以更好地箍紧轮胎,有效减小轮胎的径向变形,从而使横向刚度增大;轮胎纵向刚度越大,滚动阻力系数越小;在负荷和充气压力相同的情况下,带束层模量增大,轮胎下沉量减小。     

子午线轮胎有限元分析第10讲子午线轮胎动态有限元分析

在轮胎工程中有限元方法已得到了广泛的应用,但是由于轮胎复杂的非线性结构,大部分有限元分析模拟都是静态的。近年来为了更精确预测轮胎的响应,已经开始进行子午线轮胎瞬态分析研究。为了计算滚动轮胎的动态响应,提出了两种不同的分析方法:一种是隐式时间积分,根据一定的动力学关系计算稳定状态下的滚动轮胎动态响应,如Faria提出的具有摩擦阻力的滚动接触问题的稳定状态公式,可以进行自由滚动、转向、加速和制动分析;另一种是显式时间积分,如Ka-moulakos和Kao研究了在有楔障的自由转鼓上的轮胎滚动的瞬态动力响应。1非线性动力瞬态分析原…     

影响轿车子午线轮胎静态纵向刚度的因素

在加有轮胎纵向刚度测试附加装置的轮胎静负荷试验机上测试了轿车子午线轮胎的静态纵向刚度。研究了不同径向载荷、不同气压及不同结构参数(带束层宽度、0°冠带层层数和胎面胶厚度)时轿车子午线轮胎静态纵向刚度的变化。结果表明,径向载荷基本不影响轮胎的纵向刚度;气压升高,轮胎的单位长纵向刚度增大;结构参数对轮胎的单位长纵向刚度影响不显著。     

轮胎侧偏松弛长度试验方法研究

轮胎侧偏松弛长度测试的方法主要包括刚度法、侧偏角阶跃法和正弦变频扫描法。刚度法的轮胎侧偏松弛长度为轮胎侧偏刚度与侧向刚度的比值;侧偏角阶跃法的轮胎侧偏松弛长度为轮胎在侧偏角、负荷、转矩等变量阶跃输入的影响下,为了达到变量作用下稳态六分力数值的63.2%所滚动的距离;正弦变频扫描法的轮胎侧偏松弛长度为轮胎测试速度和输入信号与输出信号时间差的乘积。不同的测试方法,获得轮胎的松弛长度数值不同。     

245/70R16轮胎的有限元分析

以Abaqus为平台,采用有限元法对245/70R16轮胎进行分析,研究负荷、外倾角和侧偏角对轮胎整体静力学与动力学性能、温度场与滚动阻力场分布的影响。结果表明:随着负荷的增大,轮胎整体的变形和接地面积增大,接地性能变差,肩部与胎圈部位的应变能密度增大,轮胎的横向刚度略有减小,纵向刚度和径向刚度略有增大,而旋转刚度明显增大,肩部和胎圈最高点的温度升高;随着外倾角的增大,轮胎的滚动温度场与滚动阻力场分布趋向于不对称,滚动阻力和滚动阻力系数均增大。     

非充气轮胎的结构设计与力学性能

阐述充气轮胎具有在粗糙路面滚动时能量损失低以及垂直刚度和接地压力较小、承载效率较高的优势以及不抗刺扎、易爆胎、运转不平稳的不足。介绍两款典型的非充气轮胎——辐条式非充气轮胎和蜂巢式非充气轮胎的结构和力学性能。与传统充气轮胎相比,非充气轮胎不仅垂向刚度和接地压力解耦,垂向刚度、侧向刚度、扭转刚度也不再是强耦合关系,这极大地拓展了轮胎的设计空间,仅通过调整剪切带及轮辐的结构和几何参数就可以有效地优化轮胎的性能,但非充气轮胎也存在很多问题,使其仍处于设计研发阶段。今后非充气轮胎的市场需求将不断扩大,其结构和力学性能将不断改进,使非充气轮胎成为轮胎领域的一大品种。     

基于魔术公式的轮胎纵滑特性参数计算方法

基于轮胎纵滑试验的数据辨识模型参数,建立轮胎纵滑模型,提出基于魔术公式计算轮胎纵滑特性参数的方法,可计算任意负荷下轮胎的动态纵向刚度、最大附着力因数和滑动附着力因数等参数。结果表明,基于魔术公式的轮胎纵滑特性参数计算结果与测试结果的一致性很好。本方法可为轮胎研发部门和汽车厂轮胎性能改进提供有力的数据支持。     

轮辋宽度对轮胎室内性能的影响研究

通过仿真与测试相结合的方式研究轮辋宽度对轮胎室内性能的影响。结果表明：随着轮辋宽度的增大,轮胎仿真分析外直径减小和断面宽增大;仿真分析接地印痕长轴长度减小、径向刚度和横向刚度增大,且与实测结果一致。接地印痕短轴长度、纵向刚度、扭转刚度和滚动阻力的仿真与实测结果存在差异,需更多验证。     

油气两相动压密封动态特性的热流固耦合研究

研究了油气两相动压密封的动态特性。在可压缩流体雷诺方程中引入油气两相流体物性，建立油气两相流体的稳态和动态雷诺方程；考虑密封变形对流体膜的影响，采用热流固耦合方法并用有限元法进行求解；分析操作参数(油气比、转速和压差)对油气两相动压密封动态性能的影响。研究结果表明：油气两相流体的黏度较大，使密封具有更大的刚度系数、阻尼系数及更好的动态性能；密封端面变形减小了密封的刚度系数，增大了阻尼系数，且影响程度最大为16.9%和31.2%，对动态性能影响较大。高转速使刚度系数和阻尼系数增加，有利于密封的动态性能；而大压差使刚度系数增大、阻尼系数减小，不利于密封的动态性能；因此油气两相动压密封适用于高转速、低压差的油气润滑工况。     

考虑密封环材料属性和表面形貌干气密封启停阶段的动态接触特性分析

干气密封启停阶段的端面接触是不可避免的,为了揭示端面发生接触时的力学特性以保证干气密封稳定运行,运用统计学接触理论和等效阻尼思想,考虑密封环材料属性,推导出适用于分析干气密封干摩擦界面法向动态接触刚度和动态接触阻尼的解析模型,并通过实验测得密封环真实表面形貌,确定了接触模型的初始参数。探究干气密封端面发生接触时动态接触刚度和接触阻尼等参数的变化规律。结果表明,动态接触刚度随接触比压、扰动振幅的增大而增大。扰动频率对动态接触刚度的作用效果远小于接触比压或振幅对接触刚度的作用效果。动态接触阻尼随接触比压的增大而增大,随扰动频率和振幅的增大而减小。通过与多种经典接触模型对比,当前的计算结果与GW模型更为接近。针对干气密封碳化硅作为动环、石墨作为静环的配对方式,在端面未发生磨损时,结合面的微扰动态特性以动态接触刚度为主,动态接触阻尼较弱。法向接触特性的变化主要考虑50%临界脱开转速之前的接触阶段。     

轮胎滚动阻力的拖车测试方法

介绍格但斯克工业大学轮胎滚动阻力现场测试方法中的拖车测试方法。测试拖车装配3个车轮,2个前轮起支撑和固定作用,测试轮胎安装在后轮上。测试数据采集及分析采用Daqbook/200系统。对不同轮胎在不同行驶速度下及不同路面上的滚动阻力进行了测试,为进一步研究轮胎滚动阻力的现场测试积累了经验和数据。     

F-4战斗机主起落架斜交轮胎和子午线轮胎的准静态和动态反应特性(一)

在兰利研究中心进行了确定美国空军F-4战斗机主起落架30×11.5-14.5/26PR斜交轮胎和子午线轮胎的准静态和动态反应特性的研究。通过采用垂直载荷、侧向载荷和前后向载荷试验测定了轮胎的性能。还获得了质量惯性矩数据。研究结果包括准静态负荷变形曲线、自由振动随时间变化的曲线图、能量损失与滞后损失的关系、刚性和阻尼特性、印痕几何形状以及两种轮胎的惯性。给出了斜交轮胎和子午线轮胎的差异,还提出了两种轮胎设计的优缺点。介绍了表征粘性、结构和库仑摩擦的三种简单的阻尼模型并比较了实验数据。讨论的结论包括一个试验观测总结。本研究结果表明,子午线轮胎的垂直刚性值与斜交轮胎的刚性相当,在飞机上采用子午线轮胎不会影响飞机着陆的动态性能。子午线轮胎会降低横向刚性和前后向刚性,这样有可能会增加轮胎的颤动并产生轮胎与现有防滑刹车系统的兼容性问题。自由振动试验与准静态试验相比,自由振动试验的横向和前后向阻尼增加。这表明不仅存在假定的结构阻尼,而且还存在粘性阻尼。用原来的试验不能试验库仑摩擦特性。印痕几何形状数据说明,印痕纵横比影响可能会对与这种子午线轮胎有关的已改进的防水滑性不利。子午线轮胎的充气压力比斜交轮胎的高。子午线轮胎的惯性矩值比斜交轮胎的低,较低的惯性矩值表明在转动操作中需要较少的能量,可以减少子午线轮胎的胎面磨耗。     

基于ABAQUS建模的轮胎接地特性及静态刚度的分析研究

利用ABAQUS软件对三维轮胎接地模型进行建模,模拟了不同充气压力、不同垂直载荷下的轮胎接地情况,并对轮胎的静态刚度进行了分析。结果表明,固定垂直载荷下,随着气压的增大,法向应力最大值由胎冠两侧向胎冠靠拢。标准大气压下,随着载荷的增大,轮胎最大法向应力由胎冠中心向轮胎两侧移动。径向刚度、横向刚度、单位长轴纵向刚度、扭转刚度都与充气压力有关,只有扭转刚度受垂直载荷影响。     

实际气体对T槽干气密封动态特性的影响

目前,针对干气密封的研究一般把气体处理为理想气体,但是在高压工况下,气体的实际行为与理想气体有较大差异。采用维里方程表达气体的实际行为,获得实际气体效应修正的气体润滑雷诺方程,利用小扰动法和有限差分法求解该雷诺方程,获得压力分布,进而获得气膜刚度和气膜阻尼等表征干气密封动态特性参数。针对T槽干气密封,以二氧化碳(CO2)、氢气(H2)和氮气(N2)为例,分别分析了实际气体效应对T槽干气密封的气膜刚度和气膜阻尼等动态特性的影响,并与理想气体进行对比,结果表明:随着压缩数的增大,三种实际气体与理想气体的气膜刚度、气膜阻尼均增大。随着频率数的增大,实际气体与理想气体的气膜刚度增大,气膜阻尼减小。实际气体气膜刚度、气膜阻尼偏离理想气体气膜刚度、气膜阻尼的程度随着压缩因子Z偏离理想气体(Z=1)的程度增加而增加。对于CO2(Z1),气膜刚度大于理想气体气膜刚度,而气膜阻尼小于理想气体气膜阻尼。对于H2(Z1),气膜刚度小于理想气体气膜刚度,而气膜阻尼大于理想气体气膜阻尼。N2(Z≈1)的气膜刚度与气膜阻尼与理想气体近似相等。     

用计算机模拟预测滚动轮胎的温度

已经采用数字计算法来评估轻型光胎面斜交轮胎在不同速度、充气压力和负荷条件下的温度分布。在用有限元分析进行模拟之前,先分别进行了两组有关评估滞后损失(H)和总应变能(Used)的试验,即动态力学试验和材料试验。滞后损失能量用(H× Used)表示,滞后损失能被认为与生热速率有直接关系。假设温升是由于周期变形而产生的能量消耗所致,则可把这种能量消耗看作是主生热源。滞后能损失被用作将滚动轮胎的应变能密度与热源连接的桥。通过稳态热分析可以获得滚动轮胎的热分布。上述方法表明可以简化滚动轮胎的温度分布模拟。可通过导入有效的计算过程来减少轮胎偶合三维动态滚动模拟的时间。参考其它研究公布的结果讨论了不同条件下的温升。     

辐板式塑料轮胎接地性能的有限元分析

以ABAQUS有限元分析软件为平台,建立了辐板式非充气塑料轮胎的三维有限元模型,在模型计算中考虑了静负荷、稳态滚动和侧偏滚动工况,得出轮胎胎体等效应力和胎面接触应力的分布规律以及此轮胎径向刚度和横向刚度特性曲线,并对这些结果进行了深入的分析,为轮胎结构的优化奠定了基础,为车辆平顺性和操纵性的预测提供了合理的依据.