实心橡胶自行车胎动力学特性及影响因素分析

轮胎是自行车的重要组成部分和承载部件。本研究基于某品牌单车实心橡胶轮胎,通过橡胶超弹-黏弹本构模型的建立,对实心橡胶轮胎进行瞬态动力学仿真,分析其应力、应变,中心轴垂直位移等特性,得出材料与轮胎应力、应变、中心轴在垂直方向跳动之间的关系。结果表明:橡胶材料硬度对应力、应变以及轮胎中心轴垂直方向跳动均有较大影响;利用正交试验得出影响应力、应变和中心轴垂直方向跳动的尺寸主因素皆为轮胎厚度,分别研究轮胎厚度和直径与应力,应变和中心轴垂直方向跳动的关系。结果表明,轮胎厚度相比直径对应变、应力以及轮胎中心轴垂直方向跳动均有较大影响。

温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构动态力学特性的影响

为研究温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构的动态力学特性的影响,通过钢-橡胶对滚结构实验平台进行钢-橡胶对滚结构动态力学特性实验,测得在连续转动过程中橡胶辊的温度变化以及压深变形量、接触宽度等,分析温度对橡胶辊压深变形量及接触宽度的影响.采用与实验平台橡胶辊相同材料的圆盘形试样进行动态热分析实验,得到不同温度下的橡胶应力松弛曲线以及不同频率下的损耗因子;基于此实验数据,对橡胶材料进行本构模型参数辨识,得到不同温度下超弹、黏弹参数;最后对钢-橡胶对滚结构进行不同温度下的瞬态动力学仿真,讨论橡胶辊的黏弹性强弱与温度的关系,分析不同温度下橡胶辊的压深变形量、接触宽度、von Mises应力应变、接触压力以及接触刚度等特性.结果表明:橡胶辊的黏弹性程度随温度的升高而减弱;温度对橡胶辊动态力学特性的显著影响表现在von Mises应力、接触压力及接触刚度随温度的升高而减小,von Mises应变、压深变形量及接触宽度随温度的升高而增大.