开式非充气轮胎气动特性分析与噪音控制方法研究

发布时间：2022-12-09 23:54

　　开式非充气轮胎是一种新型轮胎,具有耐磨、防爆、弹性好、滚动阻力小等优点。轮胎高速行驶时,由于开式轮腔结构,使得轮胎腔体附近的湍流运动剧烈,不仅影响轮胎的气动特性,而且产生强烈的噪声。本文对开式非充气轮胎的气动特性和气动噪声进行了研究,为其减阻降噪控制提供了理论基础。本文建立了开式非充气轮胎的有限元模型以及外流场。根据CFD流体动力学方法,利用Fluent软件分别对轮胎的气动特性和气动噪声进行了稳态仿真（Realizable k-ε湍流模型）和瞬态仿真（LES大涡模型）。本文探究了开式非充气轮胎结构对其气动特性和气动噪声的影响,并利用Ffowcs Williams-Hawkings方程监测了轮胎的远场气动噪声。使用ABAQUS软件分析了各结构参数下轮胎的受载变形量,并且轮胎的径向位移是轮胎减阻降噪的重要力学性能参考标准。开式非充气轮胎的结构对轮胎气动力系数和气动噪声影响明显。本文依次探究了轮胎宽度、轮辐结构（包括长度、厚度、曲率、偏移率、分段排列）、轮胎花纹、轮圈对轮胎气动特性及噪声的影响关系,并分析了部分结构因素下轮胎径向位移量的变化。仿真表明,减小轮胎宽度、减小轮辐长度、增加轮辐厚度... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 轮胎的模型建立和数值计算理论
    2.1 轮胎有限元模型建立
        2.1.1 轮胎原始模型几何结构
        2.1.2 轮胎的材料属性
        2.1.3 轮胎原始模型的静力学特性
    2.2 轮胎流场数值分析方法
        2.2.1 CFD湍流数值模拟方法及理论
        2.2.2 气动特性理论
        2.2.3 气动声学理论
    2.3 外流场的建立与网格无关性分析
        2.3.1 外流场数值模型及边界条件
        2.3.2 网格无关性分析
    2.4 本章小结
第3章 基于气动特性及噪声的轮胎结构参数研究
    3.1 轮胎原始模型数值模拟仿真
        3.1.1 原始模型气动特性分析
        3.1.2 原始模型气动噪声分析
        3.1.3 静止与旋转工况的噪声对比
    3.2 原始模型结构对气动特性及噪声的影响
        3.2.1 轮胎宽度对气动特性及噪声的影响
        3.2.2 轮辐结构对气动特性及噪声的影响
        3.2.3 轮辐排列对气动特性及噪声的影响
        3.2.4 轮胎花纹对气动特性及噪声的影响
    3.3 轮圈对气动特性及噪声的影响
        3.3.1 气动特性的影响
        3.3.2 气动噪声的影响
    3.4 本章小结
第4章 行驶工况下轮胎的气动性能研究
    4.1 行驶速度对轮胎气动性能的影响
        4.1.1 对轮胎气动特性的影响
        4.1.2 对轮胎气动噪声的影响
    4.2 开式非充气轮胎对整车气动特性的影响
        4.2.1 整车模型的建立
        4.2.2 整车气动特性数值分析
    4.3 本章小结
第5章 减阻降噪控制与风洞实验
    5.1 轮胎原始模型减阻降噪控制
        5.1.1 原始模型的研究结果分析
        5.1.2 开式非充气轮胎控制方法选择
        5.1.3 轮胎原始模型结构优化
        5.1.4 模型优化结果对比
    5.2 轮胎风洞实验与仿真验证
        5.2.1 风洞简介
        5.2.2 实验设备及安装步骤
        5.2.3 实验方案
        5.2.4 轮胎气动特性实验及验证
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文研究总结
    6.2 未来研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]通用汽车与米其林联合推出乘用车免充气轮胎技术[J].   世界汽车. 2019(07)
[2]非充气轮胎的研究与发展[J]. 马祎涵,程钢,原政军,秦健.  山东工业技术. 2018(01)
[3]非充气塑料轮胎对整车气动性能的影响[J]. 谢非,丁玉梅,秦柳,虞华春,杨卫民.  轮胎工业. 2015(03)
[4]米其林新增两款Tweel滑动转向轮胎[J]. 肖大玲.  轮胎工业. 2015(02)
[5]《绿色轮胎技术规范》[J].   化工时刊. 2014(03)
[6]一种新型安全车轮的非线性有限元分析[J]. 岳红旭,赵又群.  中国机械工程. 2012(11)
[7]欧盟出台轮胎标签法规[J].   汽车零部件. 2011(05)
[8]基于马斯洛需求层次理论电动轮椅创新设计探析[J]. 袁华祥,刘香香.  包装工程. 2009(07)
[9]轿车外流场CFD分析中常用k-ε湍流模型的对比[J]. 梁建永,梁军,范士杰,张家林.  汽车工程. 2008(10)
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博士论文
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[2]高速车辆外部气动噪声场数值模拟研究[D]. 郑拯宇.西南交通大学 2012
[3]基于仿真与试验的汽车风洞修正研究[D]. 张英朝.吉林大学 2010

硕士论文
[1]考虑地面效应的单一开放旋转车轮气动特性研究[D]. 苗振华.吉林大学 2019
[2]非充气轮胎轮辐气动噪声特性及降噪方法研究[D]. 黄慕枫.江苏大学 2018
[3]某SUV气动特性研究[D]. 郝振杰.河北大学 2017
[4]车轮气动阻力的实验与仿真研究[D]. 张新月.燕山大学 2017
[5]考虑车轮滚动的车辆外部流场分析及气动噪声研究[D]. 谭妍玮.西华大学 2016
[6]轮胎滚动工况下的流体动力学分析[D]. 刘臣才.东华大学 2014
[7]轿车尾部上翘角与离地间隙的CFD研究[D]. 叶辉.吉林大学 2006
[8]高速轿车外流场气动噪声研究[D]. 肖军生.吉林大学 2006



本文编号：3715625