带束层结构对高速轿车子午线轮胎印痕和制动性能的影响

利用MSC.Marc有限元软件模拟分析带束层结构对轿车子午线轮胎静态接地印痕、高速制动印痕和制动性能的影响,并将模拟结果与205/55R16 94W试制轮胎实测结果进行对比。结果表明：轮胎静态接地印痕的有限元模拟结果与实测结果接近,具有可靠指导意义;在相同的充气压力和负荷条件下,带束层宽度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层宽度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,带束层钢丝帘线角度大的轮胎印痕短轴长度和印痕面积均大于带束层钢丝帘线角度小的轮胎,而印痕长轴长度较小,增大带束层宽度或钢丝帘线角度均能够增大轮胎印痕面积,通过改变带束层结构设计可以提高车辆安全性能;轮胎接地面积随着制动初始速度的提高而减小,导致轮胎接地压力增大,充气压力提高也会使轮胎接地面积减小,接地压力增大。     

带束层膨胀对轮胎接地印痕的影响研究

研究带束层膨胀对轮胎接地印痕的影响。对比多种普通带束层膨胀的钢丝帘线角度变化法则,分析普通带束层膨胀对轮胎接地印痕仿真准确性的影响;探讨0°带束层钢丝帘线的特性,提出考虑0°带束层预应变的轮胎性能仿真方法,并分析0°带束层预应变对轮胎接地印痕的影响。本研究结果可为轮胎的结构设计、工艺设计和仿真分析方面提供指导。     

基于Abaqus软件的12.00R24全钢工程机械轮胎接地印痕的优化

基于Abaqus软件对12.00R24全钢工程机械轮胎的接地印痕进行优化。通过有限元方法模拟轮胎的接地印痕,并量化表征接地印痕形状,发现带束层角度、宽度和铺设方向对轮胎接地印痕有显著影响,同时实测接地印痕与仿真结果有很好的一致性。通过增大1#带束层角度,同时适当减小2^#,3^#和4^#带束层角度,以及调整带束层的铺设方向,增大了轮胎的接地面积和接地印痕矩形率,改善了轮胎的抗偏磨性能。有限元分析方法可缩短轮胎的研发周期,节约开发成本。     

255/70R22.5 16PR全钢子午线轮胎接地印痕改善

针对255/70R22. 5 16PR全钢子午线轮胎接地印痕呈"马鞍"形,即行驶面中心内凹、肩部外凸问题,描绘轮胎标准断面材料分布图,用有限元仿真方法模拟接地印痕,并计算轮胎带束层压力分担率;在不改变模具外尺寸的前提下,通过调整带束层压力分担率,改善轮胎接地印痕形状,提高产品性能。     

基于带束层帘线模型的轮胎静态接地印痕仿真精度提升研究

以具有1层冠带层结构的半钢子午线轮胎为对象,研究轮胎接地印痕仿真精度的影响因素。结果表明：与带束层帘线间距相比,带束层帘线角度对轮胎接地印痕仿真精度影响更大;在带束层帘线模型分段定义的基础上,对带束层帘线设计角度分段进行修正,修正后的轮胎接地印痕形状仿真结果与试验结果具有良好的一致性。     

子午线轮胎带束层角度对轮胎印痕的影响

试验研究以芳纶为胎体、以芳纶与锦纶复合帘线为带束层骨架材料的子午线轮胎带束层角度对轮胎印痕的影响.试验结果表明:在同种条件下,随着带束层角度的变化,轮胎的接地印痕和受力分布发生变化;相应增大、减小内、外层带束层的角度,可减小接地印痕长短轴长度比值,印痕边缘趋于圆滑,轮胎接地面受力更加均匀.     

基于Abaqus的轮胎接地印痕优化分析

采用有限元方法研究带束层角度、冠带层结构和冠弧尺寸对轮胎接地印痕形状的影响。结果表明:带束层角度对接地印痕形状影响较小;采用肩部缠绕的冠带层结构能够很大程度地改善接地印痕内凹的现象;调整冠弧尺寸能够有效改善接地印痕的压力分布状况;仿真结果与试验结果吻合,接地印痕优化后的轮胎滚动阻力减小。     

基于带束层模型的全钢子午线轮胎接地印痕仿真精度提升的研究

以4层带束层结构和3层带束层＋0°带束层结构的全钢子午线轮胎为对象,研究带束层模型对轮胎接地印痕仿真精度的影响。结果表明：对于4层带束层结构轮胎,成型和硫化后带束层角度发生变化,根据带束层角度变化规律对仿真模型进行修正,可提升轮胎接地印痕的仿真精度;对于3层带束层＋0°带束层结构轮胎,0°带束层高伸长钢丝帘线采用超弹性模型表征可提升轮胎接地印痕的仿真精度。     

跑气保用轮胎接地印痕的有限元分析与优化

利用有限元软件MSC.MARC对225/50R17跑气保用轮胎静负荷下的接地印痕进行分析和优化。结果表明,带束层宽度加大能改善接地压力分布,对接地印痕形状无明显影响;带束层帘线直径增大对接地印痕无优化作用;胎体层数对接地压力分布及形状影响很小;合理的外轮廓设计和材料分布能较好地优化轮胎接地印痕,满足设计要求。优化方案接地印痕的有限元计算结果与实测结果基本吻合。     

矿用重载轮胎接地印痕的研究

以14.00R25宽体自卸车轮胎为例,通过轮胎使用情况调研,结合实验室测试和轮胎有限元仿真,研究矿用重载轮胎接地印痕及接地压力分布。结果表明：宽体自卸车轮胎接地印痕形状应接近矩形且接地压力分布均匀;影响轮胎接地印痕及接地压力分布的主要因素为断面高宽比、胎冠弧半径和弧度高、带束层角度和宽度、花纹沟壁角度和花纹沟宽度等。通过有限元仿真优化设计可避免轮胎出现花纹掉块和非均匀磨损等问题,提高设计效率。     

全钢载重子午线轮胎带束层结构对接地性能的影响

以295/75R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎为例,研究带束层结构对轮胎接地性能的影响。在轮廓相同时,带束层结构不同,轮胎接地性能差异较大。在其它施工条件不变时,3层半带束层加零度带束层结构的无内胎全钢载重子午线轮胎肩部接地压力较小,耐久性能好,抗冠部爆破性能、速度性能和通过性能佳;4层带束层结构无内胎全钢载重子午线轮胎接地印痕趋于矩形,平均接地压力较小,肩部接地压力较大,耐磨性能、操控性能、胎圈耐久性能和安全性能好。     

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.     

高速滚动子午线轮胎变形和接地印痕预测方法

In this research,the tire deformations due to rotation are divided into three parts：tread,belt and carcass.Tread deformation is obtained by using a rotating hollow cylinder model,belt expansion is calculated according to the laminated composite shell theory,and a formula of dynamic equilibrium profile is built to investigate carcass deformation.Moreover,a simple method is used to predict the footprint changes caused by tire deformation.Results show that a large deformation is occurring at tire shoulder,a smaller one at tread centre,and the shoulder deformations are mostly caused by carcass.Length of footprint side edges increases with tire rolling speed increasing.The predicted tread,belt,carcass deformations and footprint changes are in good agreement with finite element analysis（FEA） results.The proposed method and the results will offer a helpful guidance to tire and vehicle engineers.     

胎肩厚度及胎体曲线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18.00R25工程机械子午线轮胎进行结构优化,重点研究胎肩厚度及胎体曲线对轮胎力学性能的影响。针对不同胎肩厚度及胎肩部位胎体曲线,对充气后轮胎轮廓、接地印痕以及胎肩和胎圈部位受力等进行模拟,分析了不同设计方案轮胎从装配轮辋到充气、加载工况下的受力情况。结果表明:增大胎肩厚度可有效改善胎冠部位受力,提高轮胎的耐磨性能,同时可大大减小钢丝圈外包布处受力;使胎肩部位胎体曲线与胎肩部位轮廓曲线半径接近可以大大减小带束层端点部位应力集中现象。根据分析情况选择设计方案并进行产品试验,达到很好的预期目标。     

轮胎骨架材料带束层的有限元分析

使用ABAQUS有限元分析软件,考虑了轮胎材料的非线性、接触非线性及轮胎结构非线性等因素,建立了195/65R15半钢子午线轮胎三维有限元分析模型。探讨充气工况和静负载工况下轮胎及轮胎骨架材料带束层受力变形的情况,并对带束层不同部位帘线的受力及胎肩部位变形情况进行了分析。结果表明,带束层帘线径向受力分布与轮胎接地区域应力分布相似,按照中心轴线对称分布,最大值出现在胎肩位置,约为142N;通过带束层帘线在胎肩部位变形分析可知,帘线在胎肩部位最大周向变形量约为16mm。     

11.00R20 18PR全钢载重子午线轮胎不同宽度带束层的有限元分析

采用轮胎专用有限元分析软件TYSYS对3种方案11.00R20 18PR全钢载重子午线轮胎（方案1~3轮胎的1#带束层宽度分别为165,137和175 mm）进行有限元分析,以确定1#带束层的最佳宽度。有限元分析结果表明：3种方案轮胎充气外缘尺寸均符合国家标准要求;在相同负荷下,随着1#带束层宽度增大,轮胎下沉量逐渐减小;在大负荷下,方案2轮胎胎肩局部应变能的极大值以及应变能之和均较小,有利于提高轮胎的使用性能。耐久性试验结果表明：方案2轮胎的耐久性能优于方案1轮胎,与有限元分析结果一致。     

4＋6×0.30HT Betru钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎带束层中的应用

研究4+6×0.30HT Betru钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎中的应用。试验结果表明,以4+6×0.30HTBetru钢丝帘线代替3+9+15×0.22+0.15NT钢丝帘线用于全钢载重子午线轮胎带束工作层,轮胎外缘尺寸基本无变化,强度性能相当,耐久性能略有提升。从有限元分析结果看,轮胎印痕和下沉量及胎肩部位应变能密度基本一致。通过实际装车试验及市场评价结果看,采用4+6×0.30HT Betru钢丝帘线轮胎的胎肩脱层退赔率略有降低。从成本分析看,4+6×0.30HT Betru钢丝帘线优势明显。     

利用加强筋单元分析子午线轮胎的结构

根据10．00 R20型全钢载重子午线轮胎的实际结构,考察了轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性,利用加强筋单元模拟了钢丝帘线／橡胶复合材料,建立了子午线轮胎的非线性有限元分析模型,分析了轮胎在充气压力及垂直栽荷下接地印痕上的压力分布、剪应力、摩擦应力、接触及变形情况。结果表明,轮胎静态接地印痕上的压力分布是不均匀的,压力分布呈中部小、两端高的马鞍形;剪应力分布也不均匀,在胎肩部位剪应力较大;带来层边缘应变能密度较大。