發(fā)布時間：2020-04-01 23:58

【摘要】：子午線輪胎以其性能優(yōu)勢逐步替代了斜交輪胎,無內(nèi)胎子午線輪胎憑借其優(yōu)異的高速安全性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性已然成為市場的主流發(fā)展趨勢。雖然經(jīng)過了多年研究,國內(nèi)外無內(nèi)胎子午線輪胎技術(shù)仍然存在很多亟待解決的難點問題,例如如何提升其冠部耐久性和接地性能。本文借助有限元分析手段,對無內(nèi)胎輪胎進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計研究。針對輪胎傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計流程存在的弊端,介紹了輔以有限元分析技術(shù)的現(xiàn)代輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,并對輪胎復(fù)合材料本構(gòu)模型的選取進(jìn)行了探討,闡述了無內(nèi)胎輪胎仿真建模方法,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了輪胎結(jié)構(gòu)優(yōu)化,實現(xiàn)了提高輪胎性能的目的。以245/70R17.5無內(nèi)胎輪胎為研究對象,通過調(diào)整帶束層結(jié)構(gòu)/材料、冠部材料布置、內(nèi)外輪廓等設(shè)計變量,形成不同設(shè)計方案,通過有限元分析對比相關(guān)參數(shù)(外緣尺寸、肩部剪力與應(yīng)變能密度、骨架材料拉應(yīng)力等),并進(jìn)行室內(nèi)耐久測試驗證。研究表明:無內(nèi)胎的輪廓設(shè)計對其冠部性能影響最大,肩部與平衡軸之間的外輪廓和肩部對應(yīng)的內(nèi)輪廓是優(yōu)化重點,輪廓設(shè)計最優(yōu)方案的冠部耐久性能提升了34.5%;帶束層材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的調(diào)整所帶來的優(yōu)化空間有限;工作層寬度減窄不利于冠部優(yōu)化;工作層材料的調(diào)整對冠部影響較小;有限元分析參數(shù)中肩部應(yīng)變能密度、肩部剪應(yīng)力和帶束層拉應(yīng)力可作為重要判據(jù)。利用數(shù)值模擬分析了冠弧、冠厚、肩冠比、內(nèi)輪廓等設(shè)計變量對普通公制系列和寬基無內(nèi)胎規(guī)格接地印跡和壓力分布的影響,并進(jìn)行成品輪胎接地印跡測試。研究表明:對于普通公制系列規(guī)格,采用中間為小半徑的兩段冠弧設(shè)計,改善了印跡中間內(nèi)凹的問題;對于寬斷面規(guī)格,采用肩部為小半徑的兩段冠弧設(shè)計,改善了印跡邊緣反翹的問題,且合適的中間冠弧、肩部對應(yīng)內(nèi)輪廓曲線是優(yōu)化壓力分布的重點,著合寬度、平衡軸位置的影響較小;有限元分析結(jié)果中接地壓力分布云圖、矩形系數(shù)和錐形系數(shù)可以作為重要判據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ336.1

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本文編號：2611141