本文關(guān)鍵詞：胎面花紋剛度特性研究及其試驗平臺開發(fā)

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【摘要】：胎面花紋是輪胎與路面的直接接觸部位。剛度是胎面花紋的重要性能參數(shù),它決定著胎面的整體力學性能,對輪胎的制動、轉(zhuǎn)彎、噪聲和側(cè)偏等性能都有著重要影響。本文以典型全鋼子午胎胎面花紋塊為研究對象,采用理論建模與試驗研究相結(jié)合的方法,結(jié)合有限元仿真技術(shù)對其剛度特性進行系統(tǒng)研究,為高性能子午線輪胎的研制奠定基礎(chǔ),這不僅具有重要的理論意義,還有著廣泛的應用價值。首先,花紋塊剛度理論模型的研究。在等截面及變截面花紋塊變形特性國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上,提出考慮花紋塊形狀因子及壓縮應變修正系數(shù)的計算方法,基于此得到新的剛度理論模型;從花紋截面形狀、截面長寬比系數(shù)、布置角度及拔模角度等幾個方面對花紋塊剛度影響因素進行分析,并對典型花紋塊剛度值作出預測。其次,研制花紋塊剛度測試平臺。開發(fā)的剛度測試平臺結(jié)構(gòu)主要包括法向加載機構(gòu)、水平進給機構(gòu)、切向力測試機構(gòu)及花紋試樣夾具等模塊。此外,還完成該平臺的數(shù)據(jù)采集及伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)工作。這將為實現(xiàn)胎面花紋剛度試驗研究奠定技術(shù)基礎(chǔ),是花紋剛度特性研究的有效工具。然后,花紋塊剛度特性的試驗研究。對典型全鋼子午胎胎面花紋塊硫化模具進行設(shè)計,并完成花紋試樣制備;基于開發(fā)的試驗平臺,對六種不同幾何形狀花紋塊的剛度特性進行試驗研究,揭示滑移速度及加載載荷等因素對剛度特性的影響規(guī)律。與此同時,對理論模型的有效性進行驗證。最后,花紋塊剛度特性的仿真分析與優(yōu)化。為擬合橡膠本構(gòu)模型參數(shù),對橡膠材料力學性能進行測試。采用CATIA三維軟件對不同幾何形狀的花紋塊進行幾何建模;采用ABAQUS有限元軟件建立胎面花紋剛度特性有限元分析模型,基于此,對不同花紋塊的接地壓力及剪切應力分布規(guī)律等剛度特性進行研究。采用正交設(shè)計方法對花紋塊結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以獲得最優(yōu)參數(shù)組合,為提高輪胎花紋剛度提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：子午線輪胎 胎面花紋 剛度 有限元分析 正交設(shè)計
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的來源與背景10
• 1.2 研究目的與意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 花紋剛度理論的研究11-12
• 1.3.2 剛度性能測試技術(shù)的研究12-14
• 1.3.3 剛度特性的有限元分析技術(shù)研究14-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 胎面花紋塊剛度的理論模型研究17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 等截面花紋塊剛度的理論模型17-20
• 2.3 變截面花紋塊剛度的理論模型20-22
• 2.4 花紋塊剛度影響因素研究22-25
• 2.4.1 花紋塊截面形狀22-23
• 2.4.2 截面長寬比系數(shù)23-24
• 2.4.3 截面布置角度及花紋塊拔模角度24-25
• 2.5 典型花紋塊剛度值預測25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 胎面花紋塊剛度的測試平臺開發(fā)27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 測試平臺的工作原理27-28
• 3.3 測試平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計28-32
• 3.3.1 技術(shù)要求28
• 3.3.2 法向加載機構(gòu)28-29
• 3.3.3 水平進給機構(gòu)29-30
• 3.3.4 測試平臺的附件30-32
• 3.4 測試平臺的伺服控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)32-35
• 3.4.1 伺服控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)搭建32-33
• 3.4.2 基于VB的人機交互系統(tǒng)33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 典型胎面花紋塊剛度特性的試驗研究36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 花紋塊試樣的制備36-39
• 4.2.1 花紋塊硫化模具的設(shè)計36-37
• 4.2.2 花紋塊的硫化成型37-39
• 4.3 剛度試驗測試方法39-41
• 4.3.1 花紋塊變形測試原理39-40
• 4.3.2 試驗過程40-41
• 4.4 結(jié)果分析與討論41-43
• 4.4.1 花紋塊剛度的理論模型驗證41-42
• 4.4.2 花紋塊剛度影響因素試驗研究42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第5章 典型胎面花紋塊剛度特性的仿真分析與優(yōu)化44-61
• 5.1 引言44
• 5.2 胎面橡膠材料的力學性能測試44-47
• 5.2.1 拉伸試驗方法44-45
• 5.2.2 拉伸速率的影響45-46
• 5.2.3 溫度的影響46-47
• 5.3 胎面花紋塊的有限元建模47-51
• 5.3.1 本構(gòu)模型的建立47-49
• 5.3.2 摩擦模型的表征49-50
• 5.3.3 有限元模型的建立50-51
• 5.4 花紋塊剛度特性分析51-56
• 5.4.1 花紋塊剛度有限元驗證51-52
• 5.4.2 花紋塊接地特性分析52-56
• 5.5 花紋塊結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計56-60
• 5.5.1 花紋塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計56-57
• 5.5.2 對縱向剛度的影響規(guī)律57-59
• 5.5.3 對橫向剛度的影響規(guī)律59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果67-69
• 致謝69

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本文編號：1128662