轮胎垂直流动动态刚度和阻尼的研究

介绍了轮胎垂直流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…     

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。     

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。     

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。     

轮胎与整车匹配技术研究

对轮胎与整车匹配技术进行研究。结果表明:改变轮胎的侧偏刚度可以改变整车的不足转向度;增大轮胎扭转刚度可以增大舵感,增大轮胎的侧偏刚度可以解决轮胎响应慢问题,调整轮胎回正力矩可以改善轮胎的转向线性感;减小轮胎的抓着力可以改善其在极限工况下侧倾抑制不足;改变轮胎花纹块结构、材料和轮胎接地面积等可以改善抓着力;减小轮胎的纵向和垂向刚度可以减小冲击入力感,减小轮胎的包容刚度可以减小包覆感,增大轮胎的垂向阻尼可以快速衰减振动。     

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。     

受力轮胎花纹块与胎体变形量测试系统的研究

开发了一种测量在径向力、切向力和侧向力作用下轮胎胎面花纹块变形量和胎体变形量等参数的试验系统。该系统可以在不同条件下进行如下参数的测量 :轮胎胎面花纹块变形量、胎体变形量、轮胎的接地印迹、轮胎下沉量及滚动半径、轮胎与路面的摩擦因数、轮胎径向刚度、侧向刚度和切向及扭转刚度等。该系统为汽车的动态仿真提供更接近实际的轮胎模型及参数数据 ;可以验证轮胎有限元计算结果的精度和误差 ;为轮胎的振动与噪声仿真计算与分析提供了理论依据。重要的是可以通过该系统研究轮胎结构参数与轮胎各种性能的关系 ,以缩短新产品的开发周期。     

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.     

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。     

基于刚柔耦合环模型的轮胎均匀性建模与分析

轮胎在生产制造过程中会不可避免地产生结构、材料、质量分布等不均匀问题。汽车即使在平稳路面上行驶,轮胎的不均匀性也会引起轴力的波动,并且轴力的高阶谐波还可能引发车辆内部的噪声问题。本研究基于刚柔耦合环模型,提出了一个用于分析轮胎几何不均匀导致的动态响应的理论模型。该模型考虑了径向尺寸偏差的影响,得到了不同垂向负荷下轮胎与路面接触压力分布和接地印痕长度,进而分析了轴头纵向力和径向力的波动,并利用试验数据进行了验证。结果表明,建立的模型可以很好地描述轮胎几何不均匀性对其受力的影响,并预测低速时径向尺寸偏差对径向力波动的影响。     

芳纶帘线性能及在轮胎中的应用研究

进行了芳纶（Ｔｗａｒｏｎ）帘线动态力学性能的研究及其在轿车子午线轮胎、轻载子午线轮胎、工程机械轮胎总结层中的应用试验。结果表明,芳纶帘线具有动态模量高、滞后损失小的优异性能。芳纶增强轮胎具有轻量、高速及使用寿命长等特点。     

复杂胎面花纹轮胎有限元分析及实验研究*

本文以11.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,考虑了轮胎材料的物理非线性,几何大变形以及接触非线性等特点,采用Yeoh模型描述橡胶类材料的力学行为,并用Rebar嵌入式Surface单元模拟轮胎钢丝帘线,在ABAQUS软件中建立了带有复杂胎面花纹的轮胎有限元模型,并开展了相关实验验证了模型的可靠性。研究结果表明,轮胎的垂直刚度随下沉量的增大而逐渐增大,最后趋于一恒定值;轮胎接地压力分布在花纹块边缘处较大;数值预测的轮胎接地印痕形状和接地面积与实验结果吻合很好;在接地区域胎体帘线的周向受力呈现中心低边缘高的规律,然后在远离接地区逐渐减小。     

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。