分享到:

免充气轮胎结构的有限元分析

轮胎是车辆安全稳定行驶的关键部件,轮胎经过了一个多世纪的发展,其结构不断改进。现如今,轮胎结构子午化、扁平化、无内胎化成为轮胎的主要发展趋势[1]。随着车辆普及性的提高、使用环境的多样化、人车舒适性要求的上升以及环保概念的融入,对轮胎结构设计的要求也越来越高。虽然充气轮胎具备优良的行驶稳定性、减震性,但充气轮胎通常由于爆胎、漏气等问题而导致严重的交通事故。尤其在军事、采矿等使用条件比较恶劣的情况下,充气轮胎通常由于不能承受剧烈的撞击和路面的崎岖性,从而影响车辆的使用性能[2]。因此,针对不同的使用环境,轮胎结构研究人员设计出了多种不同结构的安全轮胎来代替充气轮胎,免充气安全轮胎就是其中的一种。米其林、普利司通以及固铂公司与美国威斯康辛州麦迪逊聚合物研究中心合作,率先提出几种有效的非充气轮胎结构[3],诸多研究者也针对安全轮胎的结构做出了分析与设计[4-6]。目前,免充气轮胎处于起步阶段,其结构设计需借助三维绘图软件完成,有限元分...  (本文共4页) 阅读全文>>

《橡胶工业》2016年01期
橡胶工业

免充气轮胎与子午线轮胎的有限元分析对比

轮胎是汽车的关键部件,支撑整车质量,传递驱动和制动力矩,提供缓冲性能,保证转向稳定。汽车因轮胎漏气爆胎通常会引发严重交通事故,特别是在高速公路上,爆胎的影响更大。新型免充气轮胎结构特殊,不需要充气,从根本上解决了充气轮胎的爆胎隐患。目前,美国固铂公司研发的仿生蜂巢结构免充气轮胎已用于特种车辆[1]。另外,法国米其林公司已生产Tweel车轮和免充气轮胎[2-3];日本普利司通公司研制出螺旋网状结构的免充气安全轮胎[4];韩国韩泰公司研发出绿色环保i-Flex免充气轮胎[5]。免充气安全轮胎已经成为一种新的发展趋势。在免充气轮胎方面,我国也取得了一些研究成果。沈阳三橡轮胎有限责任公司研发的和平牌安全轮胎已应用于红旗轿车、运钞车等特殊车辆[6]。李莉等[7]研究了一种辐条板式轮胎,并且进行了仿真验证。岳红旭等[8]对一种新型安全轮胎进行了非线性有限元分析。本研究采用Abaqus软件建立免充气轮胎的有限元模型,进行静态接地和侧倾工况的模...  (本文共5页) 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

免充气轮胎有限元仿真与优化设计

轮胎是车辆的重要部件之一,车辆的性能与轮胎密切相关,轮胎的安全与否直接影响到轮胎的行驶安全性能。传统的充气轮胎由于自身结构的限制,无法解决爆胎问题,所以轮胎的安全性能无法得到有效的提高。与充气轮胎相比,免充气轮胎采用免充气结构,不存在爆胎等问题,轮胎的安全性能高,免充气轮胎具有广阔的发展前景。本文以一款2.50-14规格的C型孔洞免充气轮胎为研究对象,基于ABAQUS有限元分析软件,选取Mooney-Rivlin、Ogden和Yeoh等本构模型对拉伸测试数据进行拟合,Ogden的3阶模型拟合结果最接近,选取Ogden阶模型对橡胶材料进行表征。建立免充气轮胎的三维有限元模型,根据免充气轮胎在实际中出现的支撑结构断裂问题和接地问题,对免充气轮胎的支撑结构和胎面部位进行模拟分析。通过模拟分析发现,免充气轮胎在支撑结构处产生应力集中现象,支撑结构在应力集中部位易产生损坏;胎面接地应力分布不均,呈现“双峰”分布现象,接地性能较差;有限元分...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

《橡胶工业》2018年12期
橡胶工业

交错结构免充气安全轮胎的静态接地性能和疲劳寿命的有限元分析与预测

目前,安全轮胎的种类很多,根据不同条件的特殊性能要求,主要分为充气型安全轮胎和免充气型安全轮胎两类[1-3]。通过比较发现,充气型安全轮胎主要借助在轮胎气腔内部填充特殊粘性材料或刚性支撑体,当轮胎出现破坏时,其可起临时补救作用避免因轮胎突然失压而造成严重的交通事故。这类安全轮胎普遍存在质量大、续航里程短、行驶稳定性和散热性差的缺点。因此,轮胎研究者提出免充气安全轮胎的概念。免充气安全轮胎摆脱传统充气轮胎的限定,主要依靠非充气实体结构支撑轮胎滚动[4-5]。在多种类型的免充气安全轮胎中,聚氨酯(PU)轮胎性能比较优异,加工工艺相对简单,胎面磨损后可更换,易于翻新,符合节能环保的发展趋势。最具代表性的是2005年米其林公司发布的TWEEL免充气安全轮胎。本工作提出一种交错结构的免充气安全轮胎,借助有限元分析软件Abaqus对其静态接地性能进行分析,并采用德莫西亚疲劳试验获得轮胎支撑体材料的应力(S)-疲劳寿命(N)曲线,以预测轮胎的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《轮胎工业》2013年11期
轮胎工业

免充气蜂巢式轮胎接地性能的有限元分析

随着汽车工业的迅猛发展,轮胎工业也在不断进行着新的技术革命,从木轮、石轮到橡胶充气轮胎,从有内胎到无内胎,从斜交结构到子午线结构,轮胎更新换代的脚步从未停止过。在轮胎技术发展史上,共经历了两次较大的跨越发展:其一是1946年法国米其林公司发明子午线结构轮胎[1];其二是20世纪80年代后以日本普利司通公司为代表提出的基于有限元分析的轮胎优化设计理论[2-3]。目前轮胎的发展潮流是具有优异的舒适性、安全性、节能性,近几年一些公司已相继开发出免充气新型结构轮胎,不仅制造工艺简单,节约橡胶原材料,而且可以保证具有普通充气轮胎的基本性能,安全性大幅提高,彻底避免爆胎事故的发生,最具有代表性的是法国米其林公司的Tweel轮胎和美国固铂公司研发的军用蜂巢式轮胎。本研究以蜂巢式轮胎结构为原模型,采用有限元分析软件对其接地性能进行仿真模拟。1免充气蜂巢式轮胎模型的建立根据免充气蜂巢式轮胎结构(见图1),运用三维绘图软件建立相应的几何模型,然后通...  (本文共4页) 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

橡胶制品疲劳寿命的有限元分析与实验研究

橡胶制品的疲劳寿命一直以来是橡胶领域内备受关注的问题,橡胶作为一种特殊的超弹性材料,影响其疲劳寿命的因素比较复杂。随着计算机硬件的发展以及有限元方法的成熟,借助有限元方法预测橡胶制品的疲劳寿命已成为可能。传统的实验法分析橡胶制品的疲劳寿命不仅耗时久、成本高而且存在偶然性。因此,有限元法预测橡胶制品的疲劳寿命作为一种新的、高效而可靠的方法被广泛应用。本文选用有限元分析软件ABAQUS和疲劳分析软件FE-SAFE计算了科隆蛋弹性扣件与免充气安全轮胎的应力、应变场,并进一步预测它们的疲劳寿命。本文以橡胶哑铃型试样做了验证性研究,首先用实验测其在应变100%下的疲劳寿命,继而在ABAQUS中建立相同尺寸的哑铃型试样,模拟计算其应力场结果。然后,将应力场结果导入FE-SAFE中,再输入实验测得的S-N曲线作为疲劳分析的材料库,通过这两种软件相结合模拟得到的橡胶哑铃型试样的疲劳寿命与试验得到的疲劳寿命吻合很好,由此验证了该方法的可行性。对于...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>