子午线轮胎胎冠部位橡胶结构数值模拟

针对12.00R20全钢载重子午线轮胎,基于组合模型技术建立带复杂花纹的全局模型,基于子模型技术建立胎冠部位具有精细网格的接地区子模型,并验证其有效性.应用子模型精确模拟静负荷工况下胎冠部位橡胶结构的应力应变特征,并分析胎冠部位5个危险区域的应力情况.结果表明,子午线轮胎的带束层端部(区域M)在使用中是最容易破坏的位置,由于材料及结构均存在突变,其应力集中和剪切变形在整个胎冠部位是最严重的.基于本研究结果,提出了改进方法.     

子午线轮胎静载特性的三维精细网格有限元分析

基于Abaqus软件组合模型技术建立了带复杂花纹的子午线轮胎全局模型,同时基于子模型技术建立了带束层的精细网格有限元分析子模型。分析对比结果表明:子模型能更准确地反映带束层的受力特征;在充气工况下,胎冠中部带束层应力远大于边缘部位,各截面内骨架结构受力分布关于轮胎中分面基本对称;在静负荷工况下,接地区胎冠部位帘线受力相对充气工况有所减小,胎侧帘线受力有所增大,帘线受力分布呈现出严重的不对称性。     

全钢载重子午线轮胎冠部气泡原因分析及解决措施

分析全钢载重子午线轮胎冠部气泡的产生原因,并提出相应解决措施.通过采取带束层接头对接、增设胎肩垫胶压排气线装置、改进部分规格胎面存放方式、取消带束层包边、调整成型压合参数、改造压辊结构及调整冠部材料分布等措施,有效降低了全钢载重子午线轮胎冠部气泡率.     

载重子午线轮胎带束层部分的动态模拟

以12.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,基于Abaqus软件和组合模型技术建立带复杂胎面花纹的轮胎全局模型,然后基于子模型技术建立带束层部分的三维精细网格模型进行有限元分析。结果表明:静负荷工况下,由全局模型与子模型计算得到的应力场比较一致,且Mises应力最大值均出现在胎体帘布层。自由滚动工况下,两层带束层帘线Mises应力分布非常不均匀,但基本关于中分面对称;第2带束层Mises应力高于第1带束层,且各带束层在胎冠部位Mises应力整体高于胎侧部位;胎冠部位两层带束层Mises应力分布变化不大,胎肩部位Mises应力增大,胎侧部位Mises应力减小;第1和第2带束层帘线Mises应力分布关于中分面的对称情况刚好相反。     

基于有限元法的航空轮胎瞬态冲击性能分析

利用Abaqus软件建立航空子午线轮胎三维有限元模型,研究航空轮胎冲击地面瞬间橡胶基体和骨架材料的等效应力。结果表明：轮胎冲击地面时,轮胎与轮辋接触部位受力大于轮胎与地面接触部位,更容易发生疲劳失效;骨架材料中带束层帘布等效应力最大,是主要承载部件,冠带层等效应力较小,主要吸收胎面方向的冲击;胎面胶和带束层在胎肩部位出现等效应力峰值,胎面接地中心区域出现低应力区。     

TBR轮胎沟底裂影响因素分析

主要分析了全钢载重子午线轮胎冠部材料分布结构对成品轮胎沟底裂的影响情况,分两个方案进行论述,并建立了轮胎断面模型和三维有限元模型,计算了静负荷情况下轮胎冠部边沟沟底的应力变化情况和沟壁的扩张程度,对两种方案的有限元计算结果做对比分析,并且根据所设计的方案,分别做了实际轮胎的对比验证,结果证明了有限元分析结果的正确性。     

基于Abaqus软件的轮胎有限元模型建立及仿真分析

基于Abaqus软件建立轮胎有限元模型,对305/75R24. 5全钢载重子午线轮胎的充气外缘尺寸、胎肩应力分布、带束层应力分布、胎圈与轮辋接触应力分布进行预测分析。有限元仿真结果表明:轮胎的充气外缘尺寸符合国家标准要求,静负荷状态下沉率满足轮胎的整体刚度要求;胎肩应力最大处位于3~#带束层端部;在充气和静负荷状态下,2~#带束层的应力均小于3~#带束层;胎圈与轮辋过盈配合处及其周围应力较大。     

子午斜交轮胎力学性能有限元分析

提出一种新型子午斜交轮胎结构,即将子午线轮胎胎侧部位的胎体帘线子午结构改为斜交结构,并利用有限元模型对子午斜交轮胎和子午线轮胎的特性进行对比分析.结果表明:与子午线轮胎相比,子午斜交轮胎的径向刚度较高;胎侧应变能密度分布较连续且相对均匀,且最大应变能较低;胎面横向接地压力分布较均匀、尤其是胎肩处的应力集中区域较小,接地印痕形状近似椭圆形;带束层边缘的剪切应变峰值较小.     

315/60R22.5全钢载重子午线轮胎胎圈结构有限元优化设计

基于Abaqus和Tyabas有限元分析软件,根据315/60R22.5全钢载重子午线轮胎胎圈实际损坏形式提出结构优化方案,建立有限元模型,并通过增强材料端点区域的应变能密度、Mises应力、剪切应变LE13和LE23分析进行方案优选。结果表明,通过胎圈结构优化,优选方案增强材料端点的应力、应变分布情况显著改善。成品轮胎胎圈耐久性能试验结果与有限元分析结果一致,优选方案轮胎胎圈耐久性能均优于初始设计方案,最优方案轮胎延长胎圈耐久性能试验时间70 h以上,实现了提高胎圈耐久性能的目的,延长了轮胎的使用寿命。     

加强层插入包对工程机械子午线轮胎力学性能的影响

采用数值仿真分析技术对13.00R25工程机械子午线轮胎进行了结构设计优化,重点研究胎圈、胎侧部位加强层插入包对轮胎承载性能的影响。结果表明:3种方案轮胎充气后的外直径和断面宽增幅相差不大,其中方案3增幅最大;在充气压力为950kPa、加载负荷为8 500kg时,3种方案轮胎的接地印痕相差不大,但方案2胎面冠部到胎肩所受的应力较为均匀,其对应的垂直载荷最大。在胎侧部位增设锦纶加强层插入包,可使轮胎胎面冠部受力更加均匀,提高轮胎的耐磨性能,同时增大了胎侧部位刚性,延长了轮胎的使用寿命。     

子模型技术在全钢载重子午线轮胎有限元分析中的应用

利用有限元分析软件ABAQUS子模型技术在充气和静态负荷两种工况下,对11.00R20全钢载重子午线轮胎各危险点的力学变量情况进行分析。结果表明,对于橡胶单元,子模型的计算结果大于全局模型,而对于钢丝帘线单元,子模型的计算结果则小于全局模型。通过子模型分析,可以更精准地给出带束层端点和胎体帘布反包端点的高应力区,在保证精度的条件下减少计算量,为轮胎设计提供参考。     

免充气轮胎与子午线轮胎有限元分析对比*

通过ABAQUS建立特殊结构的免充气轮胎有限元模型,对其静态加载和侧倾工况下进行了模拟,并将计算结果与同规格11.00R20载重子午线轮胎的实测数据作对比分析。研究表明：静载工况下,两者的静刚度曲线基本吻合,下沉量和接地面积接近,免充气胎最大接地压力较小;侧倾工况下,两者的接地面积和静刚度曲线的变化趋势接近。表明该免充气轮胎可以达到同规格子午线轮胎的性能要求。     

冰雪路面防滑轮胎花纹夹缝的设计方法

采用花纹夹缝的设计方法开发205/55R16 91Q冬季无内胎轿车子午线轮胎。结构设计：外直径630.2mm,断面宽226mm,行驶面宽度172mm,胎圈着合直径404.4mm,胎圈着合宽度190mm,胎面中间花纹筋设有短细纹沟槽,胎肩花纹位置设有长细纹沟槽,花纹沟槽壁全部配上锯齿状花纹沟,胎肩轮廓设计成棱角状,同时设置磨耗标示指示块和花纹磨损指示块。施工设计：采用2层胎面设计,胎面胶采用低硬度配方,基部胶采用低生热配方,采用二步法成型机成型、B型硫化机硫化。成品性能试验结果表明,成品轮胎的外缘尺寸、强度、脱圈阻力及高速、耐久和低气压性能均符合设计和相应标准要求,雪地制动、雪地操控和冰地制动性能良好。     

胎面花纹对轮胎性能影响的仿真研究

以ABAQUS有限元软件为平台,建立光面轮胎、周向沟槽轮胎和花纹轮胎的三维有限元模型,分析3种轮胎不同工况下的应力分布。结果表明:静负荷下3种轮胎等效应力分布基本相同,带束层端部受力最大,花纹轮胎整体应力水平最高,光面轮胎最低,但光面轮胎第1带束层应力较高;在静负荷、稳态滚动和侧偏滚动状态下,光面轮胎高应力区均在胎肩部位,而周向沟槽轮胎和花纹轮胎在静负荷和稳态滚动状态下高应力区主要分布在胎肩和胎面中心部位,侧偏滚动状态下在中心沟槽的边缘。     

高速轿车轮胎胎冠胶配方初探

根据高速轿车轮胎的性能要求，借鉴国内外的配方技术特征，围绕着改善抗湿滑性能进行了配方探索性试验。初期结果表明，采用以ＳＢＲ为主的全ＳＲ配方，扩大炭黑用量，同时提高操作油用量，胶料物理机械性能可以满足技术要求，混炼工艺也是可行的。     

论轮胎结构设计中材料力学的局限与断裂力学的发展

从轮胎的可靠性和安全性出发，分析了目前建立在材料力学基础上的传统强度理论和疲劳强度理论用于轮胎结构设计时存在局限性的原因（即没有考虑材料的缺陷及应力在该处的集中）。认为应该采用断裂力学的疲劳强度理论作为轮胎结构设计的依据，因为这种理论可以计算轮胎缺陷或不均匀处（如带束层和胎圈反包布两处端点）的应力集中程度。提出用作结构部件的橡胶制品的结构设计和配方设计都应当使用这种理论。     

新型子午斜交胎结构设计与力学性能研究

如今优越的承载性能、操控性能和安全性能成为了轮胎行业未来发展的主旋律,然而由于高扁平率的轮胎在使用过程中胎肩变形难以控制导致轮胎接地压力分布均匀性较差,从而影响轮胎的磨损性能和安全性能。基于子午胎和斜交胎的胎体结构和性能对比,提出了一种新型的子午斜交胎体结构,利用有限元软件ABAQUS建立子午斜交胎的三维有限元模型,并对其进行接地性能和骨架材料力学性能分析。研究结果表明,子午斜交胎体结构通过提高胎侧刚性和控制胎肩变形,减小了胎肩的应力集中,改善了轮胎接地压力分布均匀性,避免了轮胎断面轮廓畸变,提高了轮胎的承载性能、耐磨性能和操控性能。