超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析

发布时间：2021-06-23 23:17

　　现今汽车安装的轮胎以充气轮胎为主,但是通用充气轮胎一旦爆胎,将瞬间泄气,造成车辆失控。因此,生产一种能够保证轮胎漏气后仍能支撑载荷,并且继续行驶一定距离的安全轮胎已成为当下研究的热点。本文正是在这一趋势下,将质量轻、回弹性好的发泡聚氨酯（E-TPU）应用于轮胎中,设计了一款以E-TPU为材质的内支撑体型安全轮胎。当轮胎突然泄气后,E-TPU作为内支撑体支撑载荷,防止轮胎突然下沉引起的事故问题,同时达到缺气保用的功能。本文主要研究工作如下:第一,确定材料仿真中的材料属性参数。各部位材料制样后进行单轴拉伸实验、应力松弛试验和循环拉伸试验,拟合后讨论了橡胶材料Mooney-Rivilin模型、Yeoh模型、Neo-Hookean模型等本构方程的匹配程度。最终,选用Yeoh模型作为仿真中橡胶材料的材料模型,实测曲线作为E-TPU材料模型曲线。第二,对E-TPU材料的最佳成型工艺与性能进行探究。设计正交试验讨论了成型温度、成型时间、成型压力以及材料的密度四种因素对E-TPU材料的影响。结果发现,140℃、8 MPa、15 min是此聚氨酯发泡颗粒最佳成型温度。第三,对内支撑体材料E-TPU和橡胶... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

自密封型安全轮胎Fig.1-1Theself-sealingsafetytire

超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析61.3.2自支撑型安全轮胎图1-2自支撑型安全轮胎Fig.1-2Theself-supportingsafetytire自支撑型安全轮胎是在普通充气轮胎结构的基础上，在胎侧部位设计增加一层强度和刚度较大的材料，使整个轮胎在标准气压下能够正常行驶，当轮胎处于缺气状态时，胎侧部位大刚度材料开始承受载荷，使轮胎下沉量变化不大，保证车辆行驶的安全，如图1-2所示[16-17]。但是，自支撑型安全轮胎胎侧增厚，胎侧部位变形量减少，大大影响了乘坐的舒适性。此外，轮胎散热效率大大降低，对轮胎原橡胶材料的耐温性和耐疲劳性提出了更高的要求。1.3.3内支撑体型安全轮胎图1-3内支撑体型安全轮胎Fig.1-3TheInnerbracesafetytire如图1-3所示，内支撑体型安全轮胎主要的改变集中在轮辋上，在内轮辋处添加一个支撑部件，该支撑部件所用材料往往是碳纤维、金属等刚度硬度较高的材料，在正常气压条件下，轮胎依靠气压支撑，支撑体结构不接触轮胎内衬层，不影响车辆正常行驶；当轮胎气压降低时，支撑部件起支撑载荷的作用，保证轮

超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析61.3.2自支撑型安全轮胎图1-2自支撑型安全轮胎Fig.1-2Theself-supportingsafetytire自支撑型安全轮胎是在普通充气轮胎结构的基础上，在胎侧部位设计增加一层强度和刚度较大的材料，使整个轮胎在标准气压下能够正常行驶，当轮胎处于缺气状态时，胎侧部位大刚度材料开始承受载荷，使轮胎下沉量变化不大，保证车辆行驶的安全，如图1-2所示[16-17]。但是，自支撑型安全轮胎胎侧增厚，胎侧部位变形量减少，大大影响了乘坐的舒适性。此外，轮胎散热效率大大降低，对轮胎原橡胶材料的耐温性和耐疲劳性提出了更高的要求。1.3.3内支撑体型安全轮胎图1-3内支撑体型安全轮胎Fig.1-3TheInnerbracesafetytire如图1-3所示，内支撑体型安全轮胎主要的改变集中在轮辋上，在内轮辋处添加一个支撑部件，该支撑部件所用材料往往是碳纤维、金属等刚度硬度较高的材料，在正常气压条件下，轮胎依靠气压支撑，支撑体结构不接触轮胎内衬层，不影响车辆正常行驶；当轮胎气压降低时，支撑部件起支撑载荷的作用，保证轮


本文编号：3245852