基于计算机视觉的轮胎荷重轮廓测量系统开发

将计算机视觉测量技术应用于轮胎荷重轮廓测量领域,研制了一种基于计算机视觉的轮胎荷重轮廓测量系统。测量系统由CMOS摄像机、激光传感器、光栅尺和控制器等组成。通过轮胎胎侧轮廓的三维空间坐标,精确重构了轮胎荷重胎侧轮廓。实现了对其几何参数快速测量。与传统的机械手工测量方法相比,该系统具有非接触、无磨损、高效率的优点。测量结果表明：系统的测量精度可达±0.1mm。     

全钢载重子午线轮胎磨损的影响因素分析

利用轮廓扫描测量系统和压力分布测量系统,研究不同品牌全钢载重子午线轮胎在不同充气压力下的轮廓以及不同充气压力和负荷下的接地压力分布及其对轮胎磨损的影响。结果表明:在不同充气压力下,胎冠处的轮廓变化很小,而断面宽度随着充气压力的增大而增大,当超过标准充气压力后,断面宽度基本不变;当轮胎负荷不变时,充气压力越大,轮胎应力越集中在胎面中间部位,平均接地压力也越大,胎面中间的磨损加快;轮胎负荷率达到120%时,标准充气压力仍足够承担负荷;轮胎负荷越大,磨损速度尤其是胎肩部位的磨损速度越快。     

全钢巨型工程机械子午线轮胎轮廓设计方法探索及实践

采用形变控制设计方法(Deformation Control Method,DCM)设计全钢巨型工程机械子午线轮胎轮廓,利用有限元技术进行分析优化,并研制出成品轮胎与国外品牌轮胎进行对比试验。全钢巨型工程机械子午线轮胎具有高负荷、瞬间受力大、路面使用条件苛刻等特点,设计上应控制充气时轮廓、带束层端点应力以及胎圈区域的应力应变。有限元分析结果表明,不同负荷下轮胎轮廓变化与DCM设想一致,且轮胎最大应力位置始终在肩部带束层端点附近。轮廓测量结果表明,在标准充气压力下,随着负荷率的增大,DCM成品轮胎的轮廓变化趋势与国外品牌轮胎一致,但国外品牌轮胎的胎面变形更小,断面水平轴下移更小、大负荷下胎侧横向变形率较大。实际应用情况表明,DCM成品轮胎的使用寿命达到预期国际品牌轮胎的70%左右。     

无内胎载重子午线轮胎的结构设计及仿真评价

对305/75R24.5无内胎载重子午线轮胎进行结构设计优化,并利用有限元分析软件Abaqus对轮胎充气过程中的外轮廓、负荷下胎圈与轮辋的接触应力、胎肩应力集中和接地压力进行仿真分析评价。有限元分析结果表明,对轮胎外轮廓、胎面花纹和材料分布等结构关键项进行优化设计,可以避免轮胎早期胎肩脱层、胎冠脱层、胎面异常磨损和气密性差等问题。     

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。     

11.00-20-18PR矿山工程轮胎的结构设计

介绍了11．00—20—18PR矿山工程轮胎轮廓设计和施工设计的情况。轮廓上采用宽行驶面、厚胎侧，B-4花型，提高了轮胎的承载能力、抗刺穿性、耐磨性。施工上，胎面采用三方四块，胎冠使用耐磨性好的工程胎面，胎侧采用定伸大、抗压缩变形好的的工程胎侧胶，胎体帘布层加厚，帘布层反包高度提高，缓冲层采用大角度宽缓冲，钢丝圈采用大三角胶，提高轮胎的性能，延长了使用寿命，通过工艺管理的优化加强，减少轮胎外观缺陷。     

工矿用全钢子午线轮胎胎侧起鼓机理分析及改善措施

分析了工矿用全钢子午线轮胎（简称工矿轮胎）胎侧起鼓的发生机理,并提出改善措施。工矿轮胎胎侧起鼓的原因主要有：花纹沟沟壁角度偏小,轮胎硫化时模具花纹沟挤压胎坯使花纹沟和花纹块位置胶料分布不均,导致胎体轮廓在花纹沟和花纹块位置形状不一致;轮胎成型时,有缝扇形块成型鼓的扇形块及其缝隙位置胎体帘线锁紧不一致,导致对应位置两钢丝圈之间的胎体帘线长度不一致;胎肩垫胶和胎圈填充胶的形状和尺寸不合适,胎肩处胎体轮廓曲率半径大,胎圈处胎体轮廓曲率半径小,轮胎充气时肩部变形大,加剧了花纹沟和花纹块位置胎体轮廓差异的影响。改善措施如下：在产品设计时增大花纹沟沟壁角度,减小模具花纹沟对胶料的挤压;采用无缝扇形块成型鼓生产,保证胎体帘线长度的一致性;优化胎肩垫胶和胎圈填充胶的形状和尺寸,减小胎肩处胎体轮廓曲率半径,增大胎圈处胎体轮廓曲率半径。经两种工矿轮胎使用验证,改善措施有效。     

三角平衡轮廓轮胎滚动阻力的仿真研究

三角平衡轮廓轮胎是一种新型的轮胎结构,以低扁平率的传统轮廓轮胎255/30R22为基础,在其胎肩处和胎侧处增加高强度的支撑块来提高轮胎的性能。支撑块起到支撑胎面的作用,提高了胎侧的刚度。本文以滚动阻力计算公式和材料内耗机理为基础,用ABAQUS软件分别模拟2种轮胎的滚动阻力来验证三角平衡轮廓轮胎是否具有较低的滚动阻力。首先建立三角平衡轮廓轮胎和255/30R22轮胎的三维模型,施加相同载荷,对其进行以60km/h滚动工况的力学分析,算出单元积分点的生热率,提取每个单元的体积,最后计算每一种胶料的滚动阻力及轮胎总滚动阻力。通过两者的对比,三角平衡轮廓轮胎的滚动阻力仅18.7N,低于255/30R22轮胎滚动阻力的二分之一。     

聚氨酯实心轮胎的温度场试验研究

设计了微型里程试验机和测温系统,较为准确地实时测量了聚氨酯实心轮胎的温度变化。测量结果表明,在升温阶段,开始时轮胎内部点温度低于外部点,而后超过外部点;速度和负荷越大,轮胎稳定温度越高,内部点与外部点的温差越大,说明内部点比外部点更容易发生热破坏。在轮胎侧面进行打孔具有一定的散热效果,在胎侧孔洞中套入铜管,散热效果得到了进一步提升。     

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。