轮胎抓地与磨损性能有限元分析及协同提升方法研究
发布时间：2021-06-08 00:42
轮胎是汽车与道路接触的唯一部件,传递着路面对车体的所有作用力,它直接影响着汽车的动力性、制动性、操纵稳定性、乘坐舒适性等。抓地性能和磨损性能是轮胎的重要性能,抓地性能决定着轮胎与路面间的附着关系,磨损性能决定着轮胎的使用寿命,但在轮胎设计中两性能间存在矛盾,即一个性能提升,另一个性能就会下降。目前针对轮胎高性能要求,研究轮胎抓地与磨损性能协同提升设计方法具有重要的理论意义及应用价值。本文以205/55R16子午线轮胎为研究对象,使用ABAQUS软件建立轮胎有限元模型,选取扩展的Savkoor摩擦模型模拟轮胎与路面间的摩擦接触。采用轮胎与路面间的切向摩擦力评价轮胎抓地性能;磨损性能选用轮胎接地区域内摩擦能量损失率进行评价。胎面作为轮胎结构中直接与路面接触的部位,其对轮胎性能影响最为直接。通过对轮胎的胎面弧曲线设计方法、行驶面宽及弧度高进行分析得出:轮胎抓地性能与胎肩位置的接地压力值及高压力区面积有直接关系,可通过改善胎肩接地压力分布提升轮胎抓地性能;行驶面弧度高的变化对轮胎接地压力分布均匀程度影响显著,可通过适当增高行驶面弧度提升轮胎的磨损性能。通过总结胎面弧结构对轮胎抓地与磨损性能的影...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胎面弧结构示意图
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论3图1.2花纹受力变形示意图图1.3单节距花纹实体模型Fig.1.2SchematicdiagramofstressandFig.1.3Solidmodelwithsingledeformationofpatternpitchpattern综上所述，胎面形状和花纹对轮胎抓地性能有显著影响，优化胎面形状和控制花纹变形可提升轮胎的抓地性能。但上述学者对胎面及花纹的优化设计只针对轮胎抓地性能，没有考虑其他性能。因此，上述研究对轮胎其他性能的影响还需进一步明晰。1.3轮胎磨损性能研究现状胎面磨损是影响轮胎使用寿命的一个重要因素，轮胎的异常磨损不仅降低轮胎的使用寿命，而且还影响汽车的操纵稳定性以及改变轮胎抗滑水性能、滚动噪音等使用性能。轮胎在滚动时与路面的接触较为复杂，胎面胶料磨损受到了研究学者的广泛关注，学者们分别从橡胶磨损形式及其度量方式、轮胎结构、轮胎行驶工况、胎面花纹等多个方面对轮胎磨损进行了研究。对于轮胎橡胶的磨损形式，Schallamach发现轮胎磨损是路面对胎面的多个方向切应力共同作用下，在受到外界机械应力、摩擦热损耗、空气氧化等多因素的作用下，胎面胶料发生分子链与交联键断裂破坏形成的[16]。Gent研究认为橡胶的磨损是接触面上的摩擦力不断地削去橡胶颗粒产生的[17]。王贵一研究认为橡胶磨损是与外物摩擦过程中产生热导致接触面发生破坏产生的[18]。胎面橡胶磨损的度量方式是业界人士一直讨论的问题，现已有多种度量轮胎磨损的方式。Cho等使用显式有限元方法对轮胎进行滚动分析，在考虑到摩擦系数受接地压力影响的情况下，分析了复杂花纹轮胎的摩擦损耗，提出可用轮胎与地面间的摩擦功度量轮胎胎面的磨损[19,20]。Gipser提出利用胎面磨损深度来度量轮胎的磨耗，并通过胎面与路面间的摩擦功与磨损系数的乘积来计算胎面磨耗[21]。许顺凯
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论3图1.2花纹受力变形示意图图1.3单节距花纹实体模型Fig.1.2SchematicdiagramofstressandFig.1.3Solidmodelwithsingledeformationofpatternpitchpattern综上所述，胎面形状和花纹对轮胎抓地性能有显著影响，优化胎面形状和控制花纹变形可提升轮胎的抓地性能。但上述学者对胎面及花纹的优化设计只针对轮胎抓地性能，没有考虑其他性能。因此，上述研究对轮胎其他性能的影响还需进一步明晰。1.3轮胎磨损性能研究现状胎面磨损是影响轮胎使用寿命的一个重要因素，轮胎的异常磨损不仅降低轮胎的使用寿命，而且还影响汽车的操纵稳定性以及改变轮胎抗滑水性能、滚动噪音等使用性能。轮胎在滚动时与路面的接触较为复杂，胎面胶料磨损受到了研究学者的广泛关注，学者们分别从橡胶磨损形式及其度量方式、轮胎结构、轮胎行驶工况、胎面花纹等多个方面对轮胎磨损进行了研究。对于轮胎橡胶的磨损形式，Schallamach发现轮胎磨损是路面对胎面的多个方向切应力共同作用下，在受到外界机械应力、摩擦热损耗、空气氧化等多因素的作用下，胎面胶料发生分子链与交联键断裂破坏形成的[16]。Gent研究认为橡胶的磨损是接触面上的摩擦力不断地削去橡胶颗粒产生的[17]。王贵一研究认为橡胶磨损是与外物摩擦过程中产生热导致接触面发生破坏产生的[18]。胎面橡胶磨损的度量方式是业界人士一直讨论的问题，现已有多种度量轮胎磨损的方式。Cho等使用显式有限元方法对轮胎进行滚动分析，在考虑到摩擦系数受接地压力影响的情况下，分析了复杂花纹轮胎的摩擦损耗，提出可用轮胎与地面间的摩擦功度量轮胎胎面的磨损[19,20]。Gipser提出利用胎面磨损深度来度量轮胎的磨耗，并通过胎面与路面间的摩擦功与磨损系数的乘积来计算胎面磨耗[21]。许顺凯
本文编号：3217546
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胎面弧结构示意图
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论3图1.2花纹受力变形示意图图1.3单节距花纹实体模型Fig.1.2SchematicdiagramofstressandFig.1.3Solidmodelwithsingledeformationofpatternpitchpattern综上所述，胎面形状和花纹对轮胎抓地性能有显著影响，优化胎面形状和控制花纹变形可提升轮胎的抓地性能。但上述学者对胎面及花纹的优化设计只针对轮胎抓地性能，没有考虑其他性能。因此，上述研究对轮胎其他性能的影响还需进一步明晰。1.3轮胎磨损性能研究现状胎面磨损是影响轮胎使用寿命的一个重要因素，轮胎的异常磨损不仅降低轮胎的使用寿命，而且还影响汽车的操纵稳定性以及改变轮胎抗滑水性能、滚动噪音等使用性能。轮胎在滚动时与路面的接触较为复杂，胎面胶料磨损受到了研究学者的广泛关注，学者们分别从橡胶磨损形式及其度量方式、轮胎结构、轮胎行驶工况、胎面花纹等多个方面对轮胎磨损进行了研究。对于轮胎橡胶的磨损形式，Schallamach发现轮胎磨损是路面对胎面的多个方向切应力共同作用下，在受到外界机械应力、摩擦热损耗、空气氧化等多因素的作用下，胎面胶料发生分子链与交联键断裂破坏形成的[16]。Gent研究认为橡胶的磨损是接触面上的摩擦力不断地削去橡胶颗粒产生的[17]。王贵一研究认为橡胶磨损是与外物摩擦过程中产生热导致接触面发生破坏产生的[18]。胎面橡胶磨损的度量方式是业界人士一直讨论的问题，现已有多种度量轮胎磨损的方式。Cho等使用显式有限元方法对轮胎进行滚动分析，在考虑到摩擦系数受接地压力影响的情况下，分析了复杂花纹轮胎的摩擦损耗，提出可用轮胎与地面间的摩擦功度量轮胎胎面的磨损[19,20]。Gipser提出利用胎面磨损深度来度量轮胎的磨耗，并通过胎面与路面间的摩擦功与磨损系数的乘积来计算胎面磨耗[21]。许顺凯
山东理工大学硕士学位论文第一章绪论3图1.2花纹受力变形示意图图1.3单节距花纹实体模型Fig.1.2SchematicdiagramofstressandFig.1.3Solidmodelwithsingledeformationofpatternpitchpattern综上所述，胎面形状和花纹对轮胎抓地性能有显著影响，优化胎面形状和控制花纹变形可提升轮胎的抓地性能。但上述学者对胎面及花纹的优化设计只针对轮胎抓地性能，没有考虑其他性能。因此，上述研究对轮胎其他性能的影响还需进一步明晰。1.3轮胎磨损性能研究现状胎面磨损是影响轮胎使用寿命的一个重要因素，轮胎的异常磨损不仅降低轮胎的使用寿命，而且还影响汽车的操纵稳定性以及改变轮胎抗滑水性能、滚动噪音等使用性能。轮胎在滚动时与路面的接触较为复杂，胎面胶料磨损受到了研究学者的广泛关注，学者们分别从橡胶磨损形式及其度量方式、轮胎结构、轮胎行驶工况、胎面花纹等多个方面对轮胎磨损进行了研究。对于轮胎橡胶的磨损形式，Schallamach发现轮胎磨损是路面对胎面的多个方向切应力共同作用下，在受到外界机械应力、摩擦热损耗、空气氧化等多因素的作用下，胎面胶料发生分子链与交联键断裂破坏形成的[16]。Gent研究认为橡胶的磨损是接触面上的摩擦力不断地削去橡胶颗粒产生的[17]。王贵一研究认为橡胶磨损是与外物摩擦过程中产生热导致接触面发生破坏产生的[18]。胎面橡胶磨损的度量方式是业界人士一直讨论的问题，现已有多种度量轮胎磨损的方式。Cho等使用显式有限元方法对轮胎进行滚动分析，在考虑到摩擦系数受接地压力影响的情况下，分析了复杂花纹轮胎的摩擦损耗，提出可用轮胎与地面间的摩擦功度量轮胎胎面的磨损[19,20]。Gipser提出利用胎面磨损深度来度量轮胎的磨耗，并通过胎面与路面间的摩擦功与磨损系数的乘积来计算胎面磨耗[21]。许顺凯
本文编号：3217546
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3217546.html
最近更新
教材专著
