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。     

全钢载重子午线轮胎接地压力分布的仿真研究

以12R22.5全钢载重子午线轮胎为例,利用CAD,Tyabas和Abaqus软件建立有限元分析模型,研究胎冠弧角度、断面宽和零度带束层膨胀率对轮胎接地压力分布的影响。结果表明：随着胎冠弧角度的增大,轮胎接地面积和接地形状矩形因数增大,最大接地压力和平均接地压力减小;随着断面宽的增大,轮胎接地面积和接地形状矩形因数先增大后减小,最大接地压力减小,平均接地压力先减小后增大;零度带束层膨胀率可以控制其附近部位的刚性,从而影响该部位的接地印痕形状,随着零度带束层膨胀率的增大,轮胎接地形状矩形因数先变化不大后减小,最大接地压力和平均接地压力先变化不大后增大。     

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。     

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。     

速率及气压对轮胎胎面胶摩擦性能的影响

采用高速摩擦机对不同速率和气压下胎面胶的摩擦性能进行研究.结果表明,固定速率,随着气压的增大,摩擦因数减小,摩擦力先减小后增大;固定气压,随着速率的增大,摩擦因数减小.在对摩擦因数随速率和气压变化规律进行分析的基础上,得到摩擦因数随两因素变化的经验关联式,可用于初步计算轮胎胎面胶的摩擦因数及分析轮胎胎面在路面上滑移时的温升,为轮胎温度场的研究提供必要参数.     

195/85R16LT轮胎行驶面弧度高对成品性能影响的有限元分析

利用有限元分析软件研究195/85R16LT轮胎的行驶面弧度高（h）对成品性能的影响。结果表明：随着h减小,轮胎胎肩部位花纹块的接地压力逐渐增大、胎冠中心部位花纹块的接地压力逐渐减小,胎肩和胎圈部位的受力分布也发生变化;方案1轮胎（h＝6.5 mm）的接地因数和平均接地压力最大,接地压力分布不均匀,抓着性能和操控性能较好,滚动阻力较高,耐磨性能差;方案3轮胎（h＝5.5 mm）接地印痕的矩形率接近1,接地印痕形状为矩形,接地压力偏度值最小,平均接地压力也较小,耐磨性能好;方案2轮胎（h＝6 mm）的2^#带束层端点应变能密度、胎体帘布反包端点应变能密度和加强层反包端点应变能密度最小,耐久性能最好。     

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。     

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。     

制动工况下不同滑移率轮胎胎面的磨耗行为研究

以185/75R14电动汽车半钢子午线轮胎为研究对象,分别建立含纵沟花纹和含复杂花纹轮胎的有限元模型。利用磨耗后处理法的数值求解策略,研究在制动工况下滑移率对轮胎胎面磨耗行为的影响。结果表明,在相同的行驶速度下,制动轮胎胎面的磨耗速率随着滑移率的增大而剧烈增大,含复杂花纹轮胎胎面出现了纵向和侧向的不均匀磨耗,其胎面的磨耗速率明显大于含纵沟花纹轮胎胎面。     

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。     

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.     

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。     

轮胎纵向和横向刚性测试影响因素分析

分析轮胎纵向和横向刚性测试结果的影响因素.结果表明,随着充气压力和轮辋宽度的增大,轮胎纵向和横向刚性增大;随着轮胎高宽比的增大,轮胎纵向和横向刚性减小;随着负荷、接触面粗糙度及滑台移动速度的增大,轮胎滑脱时所受的最大力值增大.     

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。     

Design of convex-hull bionic tire tread compounds and mechanism on collaborative improvement of wet resistance and wear resistance

The materials or bionic methods available cannot further solve the contradiction between the wear resistance and wet resistance of tire tread compounds. In this study, a convex-hull bionic tire tread compound was designed and produced according to the difference in wear resistance between two types of tire tread compounds. The effects of the bionic structure on the wear resistance and wet resistance of the tire tread compounds were explored by analyzing the changes in wear loss, wear surface characteristics, and wet friction coefficient. The wear resistance and wet resistance of the convex-hull bionic tire tread compound were collaboratively improved. The largest increasing rate of wear resistance was 9%, and the largest increasing rates of wet sliding ability on sand paper surface and on smooth glass surface were 3.4% and 4.2%, respectively. The coupling design of materials and bionic structures offers a new way to improve the overall performances of tire tread compounds.     

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。     

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。