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。     

混纺材料冠带层对轿车轮胎性能的影响

研究混纺材料冠带层对轿车轮胎主、客观性能的影响,并通过单变量分析方法探究冠带层采用混纺材料的优缺点。结果表明:冠带层材料由锦纶调整为混纺材料可使轮胎的接地印痕面积增大,印痕趋于矩形,侧偏刚度和F函数值增大;轮胎主观性能评价的基础转向性能和操纵性能提升,但滚动阻力系数增大。     

跑气保用轮胎在静负荷和稳态侧偏工况下力学性能的研究

基于ABAQUS软件建立225/40R18跑气保用轮胎和普通轮胎的三维有限元模型,分析标准负荷下2种轮胎在静负荷和稳态侧偏工况下的力学性能。结果表明,静负荷工况下,高应变能密度主要集中在支撑胶、带束层和冠带层端部,且在缺气状态下表现更明显,跑气保用轮胎胎肩处的接地压力大于普通轮胎,且径向刚度高于普通轮胎,缺气状态下跑气保用轮胎胎侧变形小于普通轮胎,且胎肩接地压力集中程度高;稳态侧偏工况下,在标准充气压力和缺气状态下,随着侧偏角的增大,跑气保用轮胎的接地印痕从矩形变为梯形,普通轮胎的接地印痕从矩形变为三角形。     

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。     

芳纶/锦纶混纺帘线冠带条的开发及应用

开发了芳纶/锦纶混纺帘线冠带条,并研究冠带条对轮胎性能的影响。结果表明：冠带条材料强度增大、带束层角度减小,轮胎外直径减小;随着冠带条缠绕强度和材料强度增大、带束层角度的减小,轮胎静态接地印痕长轴和短轴长度及面积呈增大趋势;冠带条缠绕强度和材料强度增大,轮胎高速性能提高,带束层角度增大,V速度级别轮胎高速性能显著提升;冠带条缠绕强度和材料强度增大,轮胎滚动阻力降低,带束层角度微调对轮胎滚动阻力影响不大。     

不同摩擦因数胎面胶对轿车子午线轮胎性能的影响

研究不同摩擦因数胎面胶对轿车子午线轮胎的滚动阻力、静态刚性、接地印痕、六分力特性及整车性能的影响。结果表明：使用3种胎面胶的轮胎的滚动阻力接近;随着胎面胶摩擦因数的减小,轮胎的纵向刚性和扭转刚性变化较大,径向刚性和横向刚性变化不大,轮胎的包络刚性随胎面胶硬度的增大而增大;采用较大摩擦因数胎面胶的方案A轮胎的接地面积及矩形比较大,3种方案轮胎其他接地特性参数差异较小;采用较小摩擦因数胎面胶的方案C轮胎的侧偏刚度、回正刚度和纵滑刚度最大,成品轮胎的摩擦因数与胎面胶的摩擦因数呈正相关,但数值差异略大,轮胎的侧向力峰值、回正力矩峰值、纵向力峰值随胎面胶摩擦因数的增大而增大;轮胎干地刹车距离与胎面胶摩擦因数呈负相关,操控稳定性受轮胎侧偏刚度和回正刚度的影响较大,舒适性受胎面胶硬度的影响较大。     

轮胎接地印痕与设计因素的相关性研究

研究轮胎接地印痕与设计因素的相关性。试验研究发现,随着钢丝带束层角度的减小,1^#带束层宽度、锦纶冠带层层数和线密度的增大,轮胎接地印痕矩形率减小,接地印痕由矩形趋向圆形。基于Abaqus仿真分析结果,利用Isight软件进行统计分析,得到单因素变量对轮胎接地印痕的影响与试验结果一致;影响接地印痕矩形率的参数权重从大到小依次为钢丝带束层角度、锦纶冠带层层数、胎体模量、钢丝带束层模量、三角胶模量和三角胶高度,影响胎冠中心与胎肩压力差的参数权重从大到小依次为钢丝带束层角度、三角胶高度、锦纶冠带层层数、胎体模量、钢丝带束层模量和三角胶模量。     

冠带条缠绕方式对轮胎性能的影响

通过调整轮胎肩部冠带条缠绕圈数、螺距及张力,设计正交试验,研究冠带条缠绕方式对轮胎性能的影响。结果表明：冠带条缠绕方式对轮胎的高速性能、六分力特性、均匀性和接地印痕形状都有不同程度的影响;冠带条缠绕圈数增加,轮胎的侧偏刚度减小,接地印痕趋向椭圆形。     

全钢载重子午线轮胎振动噪声与接地性态参数关系研究

以275/70R22. 5全钢载重子午线轮胎为研究对象,在不改变轮胎外轮廓的条件下,通过仿真分析获得不同带束层结构下的轮胎振动噪声与接地性态参数之间的关系。结果表明,适度增大轮胎接地面积有利于降低轮胎振动噪声,接地压力增大则会导致振动噪声升高,接地压力偏度值变化会引起振动噪声剧烈波动,轮胎径向刚度增大会导致振动噪声升高,轮胎硬度因数较小时振动噪声相对较小。     

带束层结构对轿车子午线轮胎接地印痕、径向刚度及噪声的影响

通过试验和有限元分析探讨带束层结构对轿车子午线轮胎接地印痕、径向刚度和室内噪声的影响。结果表明：随着带束层角度增大,径向刚度减小、压力分布更均匀、室内噪声声压级降低;相对带束层采用2＋2×0.25HT钢丝帘线轮胎,带束层采用2×0.3HT钢丝帘线轮胎的径向刚度和压力分布的变化趋势相同,但室内噪声声压级较高。     

带束层参数对子午线轮胎胎面磨耗性能的影响

借助正交设计方法确定了数值实验方案,并利用ABAQUS软件建立了11.00R20载重子午线轮胎的有限元模型,讨论了带束层角度和模量对胎面磨耗性能的影响。结果表明：随着带束层角度的增大,带束层受力和子午线轮胎的箍紧系数均会下降,垂直负荷下的下沉量变大,轮胎径向刚度降低;胎面接地区压力分布均匀化程度提高,相同行驶里程下的胎面磨耗量下降。另外,带束层的模量对胎面磨耗性能的影响比较小。     

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。     

子午线轮胎接地问题的三维非线性有限元分析研究

根据9.00R20子午线轮胎的实际结构,考虑了轮胎的材料结构非线性、几何非线性、复合材料各向异性以及橡胶材料本身的弹性等特性,运用MARC有限元通用程序,建立轮胎模型,分析了9.00R20子午经轮胎静态下与地面的接触问题,考察了不同下沉量、内压及静摩擦因素等因素对轮胎静态接地面内应力应变场的影响。结果表明,在一定充气压力下,随下沉量的增大,接地区应力分布由内高外低变为内低外高,发生翘曲现象;静态接地时的摩擦力分布对称,但数值不大;随充气压力的升高,对应的下沉量下降,而在一定的下沉量下,接地面内的最大应力随充气压力的升高而增大。     

载重子午线轮胎接地特性的有限元分析

采用Abaqus有限元分析软件建立11.00R20载重子午线轮胎与地面接触的三维有限元模型,研究轮胎的接地特性。结果表明:充气压力越高,轮胎接地区域应力出现中心低、边缘高翘曲现象的负荷值越大;下沉量增大,轮胎接地印痕从椭圆变为矩形,高压区由胎冠处移动到胎肩处;在各种工况中,轮胎静态接地面积最大;自由滚动时随着速度提高,轮胎接地印痕纵轴变长、横轴变短,但是接地面积增大,总接地反力也增大;摩擦因数对轮胎的自由滚动半径影响较小,但摩擦因数越大,纵向剪切应力越大,胎面越容易磨损;随着侧偏角增大,接地高压区逐渐向一边移动,接地印痕变为三角形。     

子午斜交轮胎力学性能有限元分析

提出一种新型子午斜交轮胎结构,即将子午线轮胎胎侧部位的胎体帘线子午结构改为斜交结构,并利用有限元模型对子午斜交轮胎和子午线轮胎的特性进行对比分析.结果表明:与子午线轮胎相比,子午斜交轮胎的径向刚度较高;胎侧应变能密度分布较连续且相对均匀,且最大应变能较低;胎面横向接地压力分布较均匀、尤其是胎肩处的应力集中区域较小,接地印痕形状近似椭圆形;带束层边缘的剪切应变峰值较小.     

12R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎压力分布测试及磨耗改进

通过对12R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎进行外缘尺寸、五项刚性(径向刚性、横向刚性、纵向刚性、扭转刚性和包络刚性)、接地印痕和接地压力进行测试以及对接地压力分布进行有限元分析,对轮胎结构进行优化以提高耐磨性能.结果表明,与原设计轮胎相比,优化轮胎的接地印痕形状更接近矩形,接地印痕长轴略有缩短、接地印痕面积增大7.75％,压力分布不均匀度减小;装车路试优化轮胎的耐磨性能提高20％.     

子午线轮胎稳态滚动的有限元分析

以子午线轮胎11.00R20为例,考虑轮胎变形的几何非线性,以及轮胎与地面、轮胎与轮辋的大变形非线性接触等,建立子午线轮胎稳态滚动的有限元分析模型。对轮胎进行了静负荷工况以及稳态滚动工况下的受力分析、接地特性分析等。并提取了轮胎的滚动半径。研究结果有利于了解轮胎的力学特性,以便进一步优化轮胎结构,提高轮胎性能。     

新型子午斜交胎结构设计与力学性能研究

如今优越的承载性能、操控性能和安全性能成为了轮胎行业未来发展的主旋律,然而由于高扁平率的轮胎在使用过程中胎肩变形难以控制导致轮胎接地压力分布均匀性较差,从而影响轮胎的磨损性能和安全性能。基于子午胎和斜交胎的胎体结构和性能对比,提出了一种新型的子午斜交胎体结构,利用有限元软件ABAQUS建立子午斜交胎的三维有限元模型,并对其进行接地性能和骨架材料力学性能分析。研究结果表明,子午斜交胎体结构通过提高胎侧刚性和控制胎肩变形,减小了胎肩的应力集中,改善了轮胎接地压力分布均匀性,避免了轮胎断面轮廓畸变,提高了轮胎的承载性能、耐磨性能和操控性能。     

轮胎的承载能力分析

讨论了轮胎的静负荷性能,用试验数据分析了轮胎的气压与负荷对其下沉率、接地面积、硬度因数、接地因数以及接地压力分布的影响,采用回归方程分析了轮胎的气压－负荷－下沉率三者之间的关系。试验结果表明,轮胎承载能力主要受下沉率的制约,同时也受硬度类数、接地因数等性能的影响,只有做到气压－负荷－下沉率之间的合理匹配,才能保证轮胎的使用性能和寿命。