足式机器人脚的仿生结构设计

基于蝗虫脚掌在与接触面间接触时能够实现稳定附着这一优异性能,并参照轮胎中轮辋与胎圈的结合技术,设计了一种新型的具有花瓣型结构的仿生机器人脚,为机器人脚的研制提供了一种新的思路。     

基于非平衡轮廓理论的子午线轮胎结构设计

在分析现有子午线轮胎非平衡轮廓设计理论的基础上,结合酒井秀男和FRANK非平衡轮廓理论的特点,进行两种理论的融合,得到新的轮胎充气非平衡内轮廓的积分方程,并编制相应的软件。以315/60R22.5及385/55R19.5两种载重子午线轮胎为研究对象,利用提出的轮廓积分方程进行设计。结合轮胎有限元分析技术,从接地压力分布、胎圈和胎肩处的应变比能等方面,对非平衡轮廓设计和现行设计的轮胎进行综合对比分析。结果表明,利用提出的非平衡轮廓积分方程设计的轮胎,接地压力均匀性和接地形状以及胎圈和胎肩处的应变比能具有大幅度地改善,即提高了轮胎的磨损、抓地和疲劳性能。     

子午线轮胎接地压力分布研究

根据11.00R20子午线轮胎与路面实际接触情况,采用ABAQUS有限元软件进行轮胎—路面三维整体建模,分析子午线轮胎静态接地压力分布和动态接地压力分布。分析结果表明:轮胎胎压和荷载对静态接地压力分布有明显影响;轮胎胎压、荷载和速度对动态接地压力分布有较大影响。     

汽车轮胎的有限元分析

利用SolidWorks三维设计软件根据汽车子午线轮胎的实际结构特征,经过合理简化,建立汽车轮胎实体简化模型,然后运用ANSYS有限元仿真软件,通过对轮胎模型定义单元属性、接触状态和载荷状态建立合理的轮胎有限元模型,并对模拟轮胎与路面在不同充气压力接触状态下产生的接触应力进行分析,得出汽车轮胎在不同充气压力状态下应力主要分布在轮胎与路面的静态接触部分,且胎侧和胎冠部分变形较大。由不同充气压力变形情况得出轮胎使用充气压力应在220 kPa左右。     

动物驱动足摩擦学特性研究及仿生设计

研究了蝗虫、壁虎等具有全空间运动能力的动物脚掌的形态、材料微结构及其拓扑关系和接触力学规律。结果表明,脚掌产生的摩擦力具有明确的各向异性,脚掌各部分产生的摩擦力具有自锁合的特点,脚掌材料拓扑结构也具有各向异性特征。研究结果对陆上运动车辆驱动部件(如轮胎)的设计具有重要参考价值。     

基于有限元方法的轮胎磨损特性研究

在基于有限元法的轮胎磨损性能评价方法的基础上,建立了205/55/R16型子午线轮胎2种胎面结构的有限元模型。使用ABAQUS软件的显式分析方法获得轮胎接地区域节点在汽车行驶过程9种工况下的法向反力和滑移速度,通过摩擦能量损失和磨损量之间的关系,求得轮胎在组合工况下行驶特定里程的磨损量。光面轮胎的磨损量明显小于花纹轮胎磨损量的仿真分析结果,说明了仿真分析方法的有效性。同时,通过对ABAQUS软件的二次开发,实现了轮胎接地区域摩擦能量损失率分布的实时描述。     

宽基载重子午线轮胎成型模拟及工艺改进

参照三鼓式一次成型法的制造工艺,用ABAQUS软件仿真了445/65R22.5 RLB900型宽基子午线轮胎的成型过程,通过将成品胎的材料分布仿真图与实测图的对比,说明了仿真方法的合理性。通过仿真分析,获得了在成型过程中不同部件的胶料流动情况,通过分析无花纹和有花纹的轮胎成型过程,提出帘线力梯度作为评价成型质量的标准。为了消除胎冠区域胶料凸起的异常现象,提出了减薄胎面外侧胶料厚度和改变半成品胎超定型位置的方法,结果表明:减薄胎面外侧胶料厚度和增加超定型位置使胶料流动更均匀,能够解决胎冠胶料凸起的问题。研究结果可以为优化轮胎施工设计和提升成型质量提供指导。     

轮胎稳态运动学与六分力预报Ⅰ:理论与方法

提出一种新的轮胎运动学描述和六分力预报理论。滚动接触是汽车轮胎力学、轮轨动力学的核心问题,由于涉及刚体转动与有限变形,滚动接触运动学与动力学的描述与求解非常困难。用拉格朗日—欧拉混合描述法分析大变形滚动接触结构的速度场、加速度场和接触变形。以车轮定位角为卡尔丹角,用拉格朗日描述,得到了包含刚体转动和弹性变形的轮胎速度场。而接触区域的变形和受力用欧拉描述,通过欧拉网格和拉格朗日网格的信息传递,完成滚动结构动力学分析。所提出的理论可以退化到Fiala模型,并可以从理论上解释子午线轮胎的伪侧偏和伪侧倾现象。基于所建立的运动学理论和非线性有限元,建立轮胎六分力预报方法。针对某轿车子午线轮胎,分析轮胎接地面滑移速度、接地面积、接地压力、侧向剪力分布等随着侧偏角的变化规律,并研究该轮胎侧偏力和回正力矩随着胎面刚度和摩擦因数的参数敏感性。结果表明轮胎侧偏刚度和回正刚度主要受结构刚度控制,而峰值侧偏力和峰值回正力矩主要受摩擦因数控制。将利用所建立的方法和试验,探讨带束层结构对大规格子午线轮胎侧偏特性的影响规律,进一步验证所提出的理论和方法的正确性。所提出的理论和方法开辟了直接从轮胎设计预报轮胎六分力的新途径。     

技术文摘专栏

有限元分析在12．00R20全钢载重子午线轮胎结构优化中的应用；轮胎胎面花纹的参数化设计；全钢载重子午线轮胎胎肩垫胶配方的优化设计；复合氧化锌胶料的性能研究；利用回收PET改性PC及其合金的研究     

胎面变形与刚度对轮胎抓地性能的影响研究

以库仑摩擦模型和衰减指数摩擦模型为基础,建立修正的衰减指数摩擦模型,进而以29580/R22.5全钢子午线轮胎为研究对象,采用数值分析方法分析轮胎制动过程中的胎面变形规律,揭示胎面变形及刚度分布与抓地力的关联关系。结果表明:修正的衰减指数摩擦模型能够更加真实地反映轮胎与路面之间制动力的变化情况。胎面径向变形呈现出中心大,从中心向边缘逐渐减小的分布趋势;胎面纵向变形在接地前缘变形较大,接地后缘变形较小。增大纵向变形有利于抓地力的提升。胎面表面径向微观刚度在接地区域(边缘除外)的刚度值变化不大,胎肩两侧会在小范围出现一个极值;胎面纵向微观刚度以胎面中心线为基准左右对称,在胎肩区域的刚度值明显低于胎面中间。降低胎面的径向和纵向表面微观刚度可提升抓地力。     

基于ANSYS子午线轮胎静态特性的有限元分析

利用ANSYS有限元软件建立了子午线轮胎的有限元模型,计算了在胎压载荷和汽车重力载荷作用下轮胎的变形、应力和接地压痕。计算显示胎侧部分刚性低,变形量最大,轮胎中心区的应力最大,接地压痕随载荷增大而增大,这些符合实际情况,分析对于轮胎的设计和应用具有一定的指导作用。     

浅谈叉车轮胎的气压及其安全使用

在叉车轮胎的使用中，在一定的载荷和行驶条件下，叉车的轮胎应有一个适宜的轮胎气压，当轮胎气压低干标准值行驶时，轮胎径向变形增大，两侧产生过度挠曲，以致胎冠两侧接地，胎侧内壁受压，胎侧外壁受拉，胎体内帘线产生较大的变形和交变应力。周期性的压缩变形，会加速帘线的疲劳损坏，使轮胎的帘布层和轮胎与地面之间相对滑移增大，叉车摩擦产生的热量增多，轮胎温度急剧上升，     

子午线轮胎静态侧倾性能有限元分析及试验研究

采用三维非线性有限元分析方法,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性,计算了子午线轮胎195/60R14在不同角度侧倾接地时的变形情况,与试验结果进行了比较。分析了轮胎在静态不同角度侧倾接地状况下载荷-下沉量变化、接地区压力分布、接地区摩擦力分布、侧倾侧向力-侧倾角变化关系;采用连续加载-卸载方式,开展了轮胎侧倾接地试验,实时记录了轮胎受力与变形关系,采用压力敏感膜测量了轮胎侧倾接地时的接地区压力分布状况。结果表明,轮胎侧倾接地状况下的变形及接地区压力分布趋势的计算结果与试验测试结果一致。     

宽基轮胎胎面畸形机理仿真分析及解决方法

为探究宽基轮胎成型过程中胎面畸形现象产生的机理,采用数值模拟方法重现了435/50R19.5型宽基全钢载重子午线轮胎成型过程,该轮胎采用5层带束层结构,其中3#带束层采用单根钢丝以0°角缠绕而成。轮胎成型过程的仿真主要包括主鼓部件贴合、辅助鼓部件贴合、生胎成型及硫化机内定型等4个工序。通过分析胎面胶料在定型过程中的流动情况,阐明了宽基轮胎在成型过程中胎面部位畸形的成因。为消除胎面畸形问题,提出将成型机辅助鼓设计为曲面鼓的方法来引导胶料流动,从而达到解决缺陷的目的,利用成型仿真确定了曲面鼓的设计参数,并进行样胎试制。试制结果表明,曲面鼓成型方法可以使成型过程中的胶料流动更合理,有效地避免上述缺陷的产生,提高宽基子午线轮胎的制造工艺水平。     

子午线轮胎的滚动瞬态碰撞有限元分析

考虑轮胎材料、几何及其与地面接触的非线性,借助ABAQUS软件建立了子午线轮胎滚动瞬态碰撞的三维有限元模型,并与轮胎径向刚度试验结果对比验证了该模型的有效性。对轮胎在标准气压,一定载荷的情况下轮胎与路面碰撞进行了模拟,分析了轮胎与路面碰撞的不同阶段接地压力、Mises应力、带束层帘线应力,纵向剪切应力的变化特征,以及轮胎垂直响应和转角速度变化情况。这些研究结果反应了轮胎的滚动碰撞对轮胎路面接触受力有很大影响,对改进轮胎的结构设计、轮胎接地瞬态受力分析及轮胎振动分析提供了一定的参考价值。     

如何正确识别轮胎标记？

下面我们所谈的轮胎仅指目前轿车所普遍使用的子午线胎,俗称真空胎或原子胎。     

滚动轮胎接地性能有限元分析

为深入理解轮胎滚动运动学机理，建立了轮胎在平面上滚动的三维非线性有限元模型。在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性以及轮胎接触非线性，计算了子午线轮胎195／60R14在不同速度滚动时的变形情况、接地区压力分布、摩擦力分布、带束层应力分布等滚动特性。重点对轮胎胎面的变形情况进行了分析，为轮胎结构设计、振动与噪声分析提供了依据。     

中化橡胶桂林有限公司获三项专利

截止2009年6月，中国化工橡胶桂林有限公司又获发明专利3项授权，分别为《设有胎体填充胶的子午线轮胎》、《巨型子午线轮胎胎面刻花硫化工艺》和《帘布差级封口方法及使用这种方法生产的轮胎》，从而使中橡桂林公司专利授权量达50项。其中《设有胎体填充胶的子午线轮胎》专利标志着中橡桂林发明专利零的突破。     

冰面和干燥路面上轮胎侧偏特性的试验研究

采用自行研制开发的平台往复式轮胎力学静特性试验机,研究了两条规格和胶料性能相同但胎面花纹不同的子午线轮胎在干燥路面和冰面上的侧偏特性,并进行了对比分析。重点讨论了冰面温度、轮胎负荷、轮胎气压和胎面花纹等因素对侧偏特性的影响规律。结果表明:低温冰面上轮胎的侧偏特性与干燥路面上的轮胎相似,但胎面花纹对冰面轮胎的侧偏特性产生更明显影响;在允许范围内适当降低气压有利于轮胎的操纵稳定性。     

载重胎无内胎 国产化进程提速

汽车轮胎的发展经过了斜交轮胎、有内胎子午线轮胎、无内胎子午线轮胎和低断面无内胎子午线轮胎四个发展过程。在半个多世纪的发展过程中,前期发展极为缓慢,进入20世纪八十年代,随着子午线轮胎技术的日益成熟,轮胎产品更新换代速度迅速提高。