新型蝙蝠型负泊松比微结构非充气轮胎设计

为解决传统充气轮胎易爆胎、易刺破等问题,提出一种新型蝙蝠形微结构(bat-shaped cellular structure,BSCS)非充气轮胎。首先,推导了BSCS微元胞的相对密度、单位质量吸能和峰值力的理论力学模型,并开展准静态压缩试验验证了力学模型和有限元仿真模型的准确性。然后,建立了BSCS非充气轮胎有限元模型,并利用准静态压缩试验验证了轮胎有限元模型的准确性。最后,对非充气轮胎开展接地性能、三向刚度、模态分析、侧偏特性和稳态滚动的仿真分析,其中径向刚度为151.37 N/mm、侧向刚度为281.88 N/mm、纵向刚度为686.05 N/mm。仿真结果表明,所提出的BSCS非充气轮胎具有优异的力学承载性和可靠性,为非充气轮胎的设计提供了新的思路。