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非充气轮胎的研究与发展

1引言圆形的车轮是人类历史上上最古老、最重要的发明。车轮材料也从石头、木头到橡胶不断变化。在橡胶材质的轮胎刚开始出现时,轮胎是实心的。直到19世纪末,邓禄普发明了充气轮胎。之后,充气轮胎成为了世界的主流,相继诞生了无内胎轮胎、子午线轮胎、跑气保用轮胎等多种新技术,但不变的是它们都需要充气。轮胎是车辆与地面接触的唯一的部分,依据交通部门的统计,漏气、爆胎及橡胶材料的磨损、气压的不稳定等引发的各种交通事故居高不下。而在军事方面,普通充气轮胎也无法承受轻武器和地雷的打击[1]。鉴于传统充气轮胎的不足,各大轮胎企业推出了各种各样的新型轮胎,其中最具有革命性意义的是非充气轮胎的革新发展[2]。2非充气轮胎技术现状由于非充气轮胎不依靠空气支撑车辆的重量和增加轮胎弹性,且具有防扎、防爆等特点,车辆行驶安全性得到很大的提高。国外对非充气轮胎的研发较早的是米其林公司和普利司通等公司,这两家公司在全球非充气轮胎专利授权数量上也处在领先地位[3]。2...  (本文共2页) 阅读全文>>

山东建筑大学
山东建筑大学

基于稳健设计的非充气轮胎结构设计及优化

随着科技技术的发展,人们对轮胎的性能也提出了较高的要求,非充气轮胎以其独特的优势将成为未来轮胎发展的趋势。相较于传统轮胎,非充气轮胎在材料的选择和结构的设计方面都有较大的不同之处。材料方面,非充气轮胎的材料主要体现在轮辐方面,这是由于在整个非充气轮胎的变形中,轮辐是主要的受力点,决定着整个非充气轮胎的性能。结构方面,非充气轮胎一般包括轮辐和剪切带两部分结构,其结构更简单化。稳健设计就是通过调整设计变量及控制其容差使可控因素和不可控因素当与设计值发生变差时仍能保证产品质量的一种工程方法。话句话说,就是在研发和改善产品的前期,通过模拟和实验找出影响因子,通过改变条件得出最优值,达到改善产品的目的,使所生产的全部产品符合所设定的目标要求,并能够大大的减少损失和降低成本。本文以一种新型结构的非充气轮胎为例,结构主要包括轮毂以及具有一定弧度的轮辐和剪切带。剪切带有内衬层、带束层和橡胶层三层组成。刚性的轮毂可以为非充气轮胎提供一个支撑作用,...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

拓扑变化对新型机械弹性车轮力学性能的影响研究

本文以新型机械弹性车轮为研究对象,基于车轮的多体结构和輮轮分层结构,建立了机械弹性车轮非线性有限元模型,利用非线性有限元法对其进行了有限元仿真分析,并对比分析了不同拓扑变化下的车轮的力学性能,揭示了拓扑变化对车轮力学性能的影响规律,为机械弹性车轮结构提供了理论依据。(1)详细阐述了新型弹性车轮的系统构成、工作原理及其性能的优越性,对其承载特性进行分析,得到机械弹性车轮的承载特点,对铰链组的受力进行了力学分析,得到铰链组受力和载荷、车轮半径、径向刚度之间的关系。(2)基于机械弹性车轮工作原理提出了机械弹性车轮力学特性分析有限元模型的简化条件,并依据简化条件建立了简化的机械弹性车轮的有限元分析模型,并对机械弹性车轮有限云模型进行輮轮分层结构、铰接结构、橡胶材料系数、接触和边界条件的设置,建立了考虑铰接结构的机械弹性车轮有限元模型,然后进行有限元仿真计算,得到机械弹性车轮的基本力学特性。(3)分别建立了不同拓扑变化下的机械弹性车轮的有...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
北京化工大学

全塑轮胎结构设计及成型工艺的研究

随着时代的发展与科学的进步,轮胎行业取得了巨大的进步,但也面临更多的挑战。目前,市场上应用的主要为子午线轮胎和斜胶轮胎,作为传统橡胶充气轮胎不可避免的存在一些难以解决的问题,如扎刺爆胎、胎压控制困难、制造成型复杂等。因此,国内外各大公司及研究团队都已开展新型高性能轮胎的研究,塑料轮胎应运而生,塑料轮胎具有密度小,质量轻,强度高和安全性高等优势。本课题以全塑轮胎为研究对象,分别从成型、结构及材料三方面对全塑轮胎进行相关前沿性研究,对以后塑料轮胎的发展提供一定的研究基础。具体工作如下:1、针对全塑轮胎成型,提出了 3D打印及注塑成型方式,并进行了可行性分析。对于3D打印成型,应用3D打印技术中的熔融沉积成型方法(FDM)和选择性激光烧结成型方法(SLS)打印轮胎模型,研究了两种3D打印轮胎的成型精度。同时,进行3D打印不同取向成型的研究,并与注塑成型对比。结果表明:SLS成型精度高于FMD; 3D打印成型与注塑成型相比,力学性能的缺...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

机械弹性车轮缓冲减振机理分析及其影响因素研究

机械弹性车轮是一种新型的非充气弹性安全车轮,该车轮是通过机械弹性复合连接结构代替充气弹性结构的轮胎,在实现充气轮胎基本功用的同时,能够避免刺扎、爆胎和爆损等问题,且更满足于特种车辆的安全使用要求。车轮动力学特性是车辆动力学分析和研究的基础,良好的动态特性是车轮设计的关键因素,它直接影响到整车行驶性能。本文针对机械弹性车轮缓冲减振性能及其影响因素进行了理论和试验研究,主要研究内容如下:1、针对所研究的新型机械弹性车轮结构特点,分析了其承载变形特性、滚动半径和振动传递路径,建立了稳态工况下的车轮滚动阻力模型、驱动力学模型、制动力学模型等,并根据车轮缓冲减振形式,建立了改进的弹性基础环模型,对车轮受压和受拉区域产生的刚度和阻尼进行了等效,为车轮振动特性的理论和仿真分析提供了参考。2、根据机械弹性车轮承载变形的特点,建立了改进的弹性基础封闭圆环曲梁模型和铰链组模型,定性地分析了车轮静、动态刚度的影响因素,并利用有限元方法和静、动态加载试...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

《现代橡胶技术》2008年02期
现代橡胶技术

固特异轮胎公司与美国宇航中心合作开发登月车及登火星车用非充气轮胎

固特异轮胎公司(GOODYEAR)作为太阳系至少一个行星上使用的轮胎供应商,目前正与美国NASA格伦研究中心[NASA Glenn ResearchCenter(GRC)]共同研究开发登月车及登火星车用非充气轮胎。该研究项目举世瞩目,其目的是将非充气轮胎技术用于它从来没有去过的地方。该项目由NASA的“创新伙伴项目”(IPP)的“种子基金(Seed fund)”资助,目标是首先将非充气轮胎用于月球,最终将用于火星。随着开发的进程,任何最新技术将逐渐展开。尽管在地球外的星球上驾驶有许多优点,例如没有交通堵塞,没有超速违章等,但是NASA的研究工作者经过多年研究也发现许多难题。由于月球上没有道路,使制造月球用轮胎的挑战更加严峻。据NASA的主调查官Vivake Asnani先生介绍:被设计的月球轮胎必须能在沙质的、波浪型的地形上有牵引力,这些地区人类还从来没有靠近观察过;加之,如果轮胎漏气不能行驶,这将会造成灾难性的后果。Vivak...  (本文共2页) 阅读全文>>