轮胎侧偏刚度及力的特征函数的分析

介绍轮胎侧偏刚度及力的特征函数及其应用。结果表明：随着轮胎侧偏刚度的增大，车辆在任何给定横向加速度下所需的侧偏角减小，车辆操控稳定性能更好；在匹配轮胎和车辆的操控稳定性时，可以通过侧偏角为1°时的轮胎侧向力系数、负荷灵敏度和侧偏角为4°时的轮胎负荷转移灵敏度的特征值进行轮胎结构、花纹、配方的优化，筛选出合理的设计方案；车辆稳定性系数越大，车辆不足转向性能越好。     

子午线轮胎结构特性与场地特性的相关性研究

研究三角胶高度、带束层角度和宽度等结构特性对轮胎性能的影响。试验结果表明:随着三角胶高度的增大,胎侧刚度增大,可提高轮胎的制动性能;带束层角度减小和宽度增大,可提高轮胎的冠部刚性,加强路面抓着性能,改善车辆的操控稳定性和转向性能。     

冠带层模量对轿车子午线轮胎接地性能和侧向刚度的影响

采用有限元分析法研究冠带层模量对轿车子午线轮胎接地性能和侧向刚度的影响。结果表明,冠带层模量相同时,随着侧偏量的增大,轮胎下沉量、接地面积以及接地压力的极大值和幅值增大,径向刚度减小;侧偏量相同时,随着冠带层模量的增大,轮胎下沉量和接地压力的极大值和幅值减小,径向刚度、侧向刚度和轮胎接地面积增大。     

轮胎结构参数对侧偏性能的影响

选取205/55R16轮胎作为研究对象,采用正交试验设计与单变量分析相结合的方法,研究轮胎结构参数对六分力中侧偏刚度和回正刚度的影响。结果表明,在一定范围内,减小带束层角度,增大胎体帘线强度、三角胶高度和带束层级差及以胎肩分型线设计带束层宽度,可以增大侧偏刚度;增大带束层角度和级差及减小带束层宽度,可以增大回正刚度,胎体帘线强度和三角胶高度对回正刚度影响很小。     

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。     

利用有限元方法研究轮廓参数对轮胎性能的影响

基于有限元仿真方法,利用Abaqus软件建立225/50R17半钢子午线轮胎的三维有限元模型,研究轮廓参数对轮胎性能的影响。在标准试验条件下,225/50R17半钢子午线轮胎不同结构参数下仿真结果和实际试验结果的趋势具有良好的一致性,仿真结果有效可信。轮廓参数中行驶面宽度（b ）、行驶面弧度高（h h）和断面宽（B ）对轮胎性能的影响为：b 增大,轮胎接地印痕形状系数和径向刚度增大,侧偏刚度减小;h 增大,轮胎滚动阻力系数增大,接地印痕形状系数减小,刚性有所增大;B 增大,轮胎接地印痕形状系数增大,侧偏刚度和回正刚度增大,滚动阻力系数减小。     

FTire轮胎模型参数对整车平顺性的影响分析

通过FTire软件对轮胎模型参数进行辨识和研究,得到轮胎模型参数与轮胎性能以及整车平顺性的关系。结果表明：有10个参数对整车平顺性有一定的影响;对整车平顺性影响较大的轮胎力学性能有轮胎垂向刚度、轮胎纵向刚度、轮胎带束层质量和轮胎轴向阻尼比。     

花纹块刚度对轮胎抓着性能影响的研究

以205/55R16子午线轮胎为例,利用Hypermesh和Abaqus有限元分析软件建立模型,以单个花纹块为研究对象,选取行驶方向摩擦力作为纵向抓着性能的评价指标,通过正交试验分析花纹结构参数对其抓着性能的影响,并结合花纹块刚度分析结果对轮胎整体接地区域进行分析。结果表明：在不改变接地轮廓曲线和胎面胶参数的前提下,花纹块横沟侧壁角度对花纹块刚度和纵向抓着性能影响最大,纵沟侧壁角度和横沟深度的影响依次减小;随着花纹块横沟侧壁角度的减小,花纹块刚度降低,轮胎抓着力增大,可为提升轮胎抓着性能设计提供参考。     

全钢子午线轮胎驾乘主观评价性能影响因素分析

研究全钢子午线轮胎驾乘主观评价性能影响因素。结果表明：胎侧刚度较大时,对地面的冲击过滤性差,影响舒适性;胎侧刚度较小时,延缓转向时力的传导易产生粘滞感,响应慢;扭转刚度较大时,可提升方向盘转向时的力感,有利于提升应答性;减小花纹边部加强筋的平均压力或提高梯度感,有助于力的线性建立,提高手感应性。     

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。     

带束层结构对载重子午线轮胎侧偏特性的影响

以345/85R16轻型载重子午线轮胎为研究对象分析带束层结构对载重子午线轮胎侧偏特性的影响。结果表明:带束层结构对载重子午线轮胎的侧偏特性影响十分显著,主要体现在纯侧偏条件下对侧向力(Fy)和回正力矩(Mz)以及纯侧倾条件下对Fy的影响;纯侧偏条件下,交叉带束层结构轮胎的侧偏刚度和回正刚度比零度缠绕带束层结构轮胎大得多;纯侧倾条件下零度缠绕带束层结构轮胎的侧倾刚度比交叉带束层结构轮胎大;纯侧偏和纯侧倾条件下,交叉带束层结构轮胎的翻转力矩与零度缠绕带束层结构轮胎几乎一致。     

辐板式聚氨酯轮胎的侧偏滚动性能研究

建立聚氨酯辐板与橡胶胎面相复合的辐板式聚氨酯轮胎模型,并采用有限元软件Abaqus分析其在侧偏滚动状态下的力学性能、接地性能和操控性能。结果表明：相比子午线橡胶轮胎,辐板式聚氨酯轮胎胎面胶和带束层帘线的受力分布更均匀,可有效避免带束层脱层现象的发生;支撑板的上下两端及中部易发生疲劳损坏,因此合理地设计支撑板结构十分必要;侧偏刚度和回正刚度相差不大。     

胎面基部胶厚度对轮胎性能的影响

通过控制胎面挤出过程,调整基部胶厚度占胎面总厚度的比例(以下简称基部胶厚度占比,分别取20%,35%和50%),研究胎面基部胶厚度占比对轮胎性能的影响。结果表明,适当增大基部胶厚度占比可以提高轮胎的耐久性能,减小轮胎过坎冲击力,提高乘坐舒适性,增大侧向力,提高操纵性能,增大纵向力和接地面积,提高抓着性能和制动性能,并且降低滚动阻力系数,提高燃油经济性。     

轮胎静态及侧偏刚度有限元分析

考虑子午线轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等复杂的力学特性,采用Abaqus软件建立轮胎三维有限元分析模型,研究充气压力和负荷对轮胎静态刚度(径向刚度、侧向刚度、纵向刚度、扭转刚度)和稳态侧偏刚度的影响,并给出了相应的负荷与变形之间的关系。结果表明,充气压力对轮胎的静态刚度有显著影响;负荷对径向刚度、扭转刚度和侧偏刚度影响显著。     

轮胎力和力矩建模、试验与仿真（续完）

（接上期） 5汽车轮胎力和力矩试验 汽车轮胎六分试验是进行轮胎结构设计和车辆性能优化的常规步骤[1]。尽管测试设备的成本高昂,但试验手段目前依然是整车研究开发应用最为直接的方法。此外由前面对轮胎一车辆建模的相关讨论可知,试验手段对各种轮胎模型的参数确定也具有至关重要的作用。     

全钢载重子午线轮胎侧偏特性有限元分析

以275/70R22.5 RT606全钢载重子午线轮胎为研究对象,运用有限元分析软件TYABAS和Abaqus建立轮胎侧偏特性分析有限元模型,并研究不同负荷的稳态滚动条件下,侧向力和回正力矩随侧偏角的变化规律。结果表明:在单一垂直负荷下,随着侧偏角的增大,侧向力的绝对值逐渐增大,当侧偏角为-5°和5°时,回正力矩分别达到极小值和极大值;在同一侧偏角下,随着负荷的增大,侧向力的绝对值逐渐增大。侧偏刚度仿真结果与试验结果一致,验证了仿真分析方法的有效性。     

轿车子午线轮胎结构与侧偏特性的探讨

通过测试轮胎侧偏刚度(K)、转向力因数(C)、回正力矩系数(A)、负荷灵敏度(H)、负荷转移灵敏度(G)等动力学参数,并利用UNITIRE模型进行参数辨识,分析相同轮廓195/65R15轿车子午线轮胎结构与动力学参数的关系。模拟分析结果表明,采用高三角胶、两层胎体帘布层一高一低反包结构的方案B轮胎的胎侧刚度最大,K最大,C最大,H最大,G较小,可使车辆转向反映灵敏,同时保持良好的操纵稳定性和行驶稳定性;采用胎体帘布层高反包结构且胎体帘布层复合材料模量略高的方案C和D轮胎的下胎侧刚度大,A大,能更好地保证驾驶安全性;采用胎体帘布层低反包结构且胎体帘布层复合材料模量略高的方案A轮胎的K,C,A和G最小,综合性能差。     

215/45R17轿车子午线轮胎侧偏特性仿真分析

采用ABAQUS有限元分析软件对215/45R17轿车子午线轮胎进行侧偏特性仿真模拟,探讨垂直负荷、充气压力、速度和带束层设计角度对轮胎侧向力和回正力矩的影响。结果表明：垂直负荷和充气压力的影响较大,而速度和带束层设计角度的影响较小;随着垂直负荷的增大,侧向力增大,回正力矩的最大值也增大;随着充气压力的提高,回正力矩的最大值减小。     

制动过程中轿车子午线轮胎的接触力学性能研究

采用室内平板式轮胎试验机模拟轮胎的制动过程,研究轮胎胎面纵向位移线性段长度、纵向刚度、纵向最大摩擦力和垂直合力偏心距,并用串联Voight模型解释轮胎试验过程中的现象.胎面纵向位移线性段长度、纵向刚度、纵向最大摩擦力和垂直合力偏心距均随负荷增大而增大,且负荷的影响大于充气压力.