TBR轮胎胎体胶的疲劳仿真及优化

以12R22.5全钢载重子午线轮胎胎体橡胶为研究对象,通过正交试验的方法,运用ABAQUS和FE-SAFE联合仿真对胎体胶疲劳寿命进行预测,采用极差分析确定了胎体橡胶配方中炭黑、不溶性硫黄和促进剂的最佳用量,实现以提高胎体胶疲劳寿命为目的的实验配方优化。结果表明,当配方中N326、OT-20和DZ的用量(质量份)分别为60份,4.375份和1.6份时,胎体橡胶有较高的疲劳寿命;相较于原始的配方设计,优化后的胎体橡胶疲劳寿命提升了22.5%,满足了胎体橡胶疲劳寿命优化的实验目的。

TBR轮胎噪声近-远场点/线声源混合传播模型研究

TBR轮胎载重大、强度高、噪声大,对其噪声传播规律研究具有重要的工程应用价值。采用仿真与试验联合分析方法,基于理想点声源与线声源传播理论,考虑传播距离对轮胎噪声的衰减效应,构建了TBR轮胎噪声近-远场点/线声源混合传播模型。通过研究315/80R22.5型号TBR轮胎近-远场噪声传播规律,标定提出混合传播模型的关键参数,并将模型预测值与试验结果比较,表明:混合传播模型预测衰减值的最大差值为1.4 dB(A),平均差值为0.92 dB(A);在室外噪声测试距离范围内,该混合传播模型给出了轮胎正侧方向、不同测点上声压级的定量关系,可由近场噪声声压级预测远场噪声声压级;在轮胎正侧方向测点距离0~8 m内,测点高度在0~1.264 m内,等效测点距离相同时,测点高度对噪声声压级的影响较小。研究工作对低噪声轮胎设计研发、轮胎近-远场噪声传播规律研究和交通降噪具有参考价值。

胎面气孔率对轮胎质量的影响与管控办法

结合产品质量与成本控制对胎面气孔率波动造成的影响进行剖析,并通过研究分析从混炼胶配方优化、调整混炼胶存放周期、强化混炼工艺执行、挤出低温供胶、终口型结构改进等方面制定了管控措施,通过措施执行,胎面气孔率得到有效控制,因其所引发的质量与成本损失得到显著改善,达到了提升产品质量、降低生产成本的预期目的。

载重子午线轮胎帘线受力有限元分析

基于ABAQUS非线性有限元分析软件建立12.00R20载重子午线轮胎有限元模型,并分析轮胎在标准充气压力、不同载荷条件下静态加载时帘线受力变化的基本特征。结果表明,负荷对轮胎接地区域内帘线受力影响显著,带束层和胎体帘布层以接地影响区边缘为帘线受力变化的分界点;胎圈部位胎体帘线受力随载荷增大而减小的幅度很小,有利于减小胎体端部的应变。

全钢载重子午线轮胎稳态温度场试验及仿真分析

以12.00R20全钢载重子午线轮胎为例,在讨论合理施加对流边界条件、计算内部生热率及测定轮胎橡胶热物性参数的基础上,进行稳态温度场有限元仿真分析,并通过轮胎内外温度场试验,证实了所提出的轮胎稳态温度场研究流程的合理性。

载重子午线轮胎滚动阻力的热力耦合分析及试验验证

研究全钢载重子午线轮胎滚动阻力的高精度有限元仿真分析方法。首先结合所要求的工况条件,建立轮胎可靠的有限元仿真模型;其次建立轮胎滚动阻力分析方法,着重分析傅里叶级数高精度的拟合以及胶料的非线性粘弹性本构方程的建立;最后通过测力法完成轮胎滚动阻力的试验测试,将仿真结果与之对比,验证所建立的轮胎滚动阻力分析方法有效。

复杂胎面花纹轮胎有限元分析及试验研究

以11.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象,考虑轮胎材料的物理非线性、几何大变形以及接触非线性等特点,采用Yeoh模型描述橡胶类材料的力学行为,并用Rebar嵌入式Surface单元模拟轮胎钢丝帘线,在Abaqus软件中建立带有复杂胎面花纹的轮胎有限元模型,并验证了模型的可靠性。结果表明:轮胎的垂直刚度随下沉量的增大而逐渐增大,最后趋于恒定值;轮胎接地压力分布在花纹块边缘处较大;数值预测的轮胎接地印痕形状和接地面积与试验结果吻合很好;胎体帘线的周向受力在接地区域呈现中心低边缘高的规律,然后在远离接地区逐渐减小。

载重子午线轮胎静态接地影响因素的有限元分析

应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟研究载重子午线轮胎在一定载荷下静态接地时轮胎的下沉量等负荷变形及胎面接地压力分布和Mises应力分布,并对轮胎静态接地性能的影响因素进行分析。结果表明,增大充气压力、胎面曲率半径和充气外直径可减小轮胎下沉量,增大胎面接地压力和Mises应力,提高轮胎的负荷能力。

全钢载重子午线轮胎滚动阻力分析与试验

从滚动阻力产生机理出发,采用热力学半耦合方法,建立一套完整的轮胎变形-能耗-传热分析系统和计算程序,并采用该系统对10.00R200°带束层全钢载重子午线轮胎的滚动阻力进行建模分析和试验对比。仿真结果与试验数据比较表明,在轮胎实际运行条件范围内分析结果是可靠的。

基于rebar单元的载重子午线轮胎模型建立及验证

运用ABAQUS非线性有限元分析软件并基于rebar单元建立12.00R20载重子午线轮胎有限元分析模型,同时进行装配、充气和静态加载仿真模拟分析。对比轮胎载荷-下沉量仿真模拟和试验结果,证明了模型建立的有效性。该模型有助于进一步分析轮胎的力学特性。

全钢载重子午线轮胎气密层胶配方改进

通过并用NR并加入适量陶土,对全钢载重子午线轮胎气密层胶配方进行改进。结果表明,改进后的气密层胶透气系数有所增大,但能够满足有内胎轮胎气密层的要求;采用改进配方的轮胎耐久性能和高速性能与改进前的轮胎相当;采用改进配方生产轮胎,可减小BIIR用量,大幅度降低生产成本。

带束层宽度对全钢载重子午线轮胎性能的影响

研究带束层宽度对全钢载重子午线轮胎性能的影响。结果表明,对于宽行驶面全钢载重子午线轮胎,适当增大带束层的宽度,使最宽带束层宽度与行驶面宽度的比值约为0.9,轮胎接地压力分布明显改善,成品轮胎外缘尺寸变化不大,耐久性能显著提高,胎肩脱层现象减少。

全钢载重子午线轮胎等效模型研究

以11.00R20 18RP全钢载重子午线轮胎为研究对象,基于线性材料提出了单一实体单元结构和实体单元+梁单元混合结构的两种轮胎等效模型。借助Ansys软件,研究了各层材料不同弹性模量对两种等效模型静态刚度的影响,并在此基础上进行了材料弹性模量参数最优匹配分析。基于匹配结果,分别研究了两种等效模型的模态性能,并与试验结果对比,分析了等效模型的有效范围。研究结果表明:基于线性材料的实体单元+梁单元混合结构的轮胎等效模型能较好的模拟轮胎的静态刚度、切向模态和轴向模态,但是径向模态频率整体偏低;在进行车-路耦合仿真等只需要关注径向性能的研究中,可以通过减小带束层材料密度的方式来提高其径向模态频率,使等效模型更加有效。

清洁工艺不溶性硫黄生产全钢胎带束层性能

将自主开发清洁生产工艺制备的不溶性硫黄充油产品HD进行全钢胎带束层大配合实验,结果表明,利用HD制得的硫化胶料的硬度、拉伸撕裂强度、黏合性能、分散性、回弹性、老化性能、覆胶性能等各项指标完全达到生产子午胎的相关标准要求。与不溶性硫黄国际领先产品Crystex HD OT20相比,采用自制HD不溶性硫黄的轮胎达到150km/h速度级别后发生冠空破坏的时间由2min延长到35min,在时速65km/h、负荷率增至150%级别后可持续运行51h才发生肩裂破坏,耐久时间延长约80%。采用自制不溶性硫黄HD轮胎的高速及耐久性能较Crystex产品有明显优势。清洁工艺制备的不溶性硫黄HD可应用于高性能全钢载重子午胎带束层。

网格密度对全钢载重子午线轮胎有限元分析的影响

以12.00R20规格全钢载重子午线轮胎为例,根据轮胎失效分析中胎圈的破坏形式,对同一条轮胎着重于胎圈划分5种不同密度的网格,考察网格密度对轮胎有限元分析的影响。结果表明,模型网格密度与计算时间和精度成正比,但随着网格数量的增大,计算结果也趋于稳定。在综合考虑计算精度和成本情况下确定了合理的网格密度。

粘合体系对全钢载重子午线轮胎胎体钢丝粘合胶性能的影响

研究3种粘合体系对全钢载重子午线轮胎胎体钢丝粘合胶性能的影响。试验结果表明,单独使用钴盐粘合体系,癸酸钴用量以0.5和1份为宜;单独使用间-甲粘合体系,间苯二酚-80用量以1.25份、粘合剂RA用量以4和5份为宜;两种粘合体系配合使用进行配方优选,钴盐用量为0.5份,间苯二酚-80用量为1.25份,粘合剂RA用量为4份,胶料的各项性能达到最优。采用优选配方进行生产,胶料的工艺性能良好,成品轮胎耐久性能超过国家标准要求。

紫炭黑在载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用

研究紫炭黑部分替代炭黑在载重子午线轮胎胎肩垫胶中的应用。结果表明:在紫炭黑部分替代炭黑的用量小于15份的情况下,随着紫炭黑用量的增大,胶料的120℃门尼焦烧时间延长,压缩生热降低,回弹值增大,邵尔A型硬度减小,耐老化性能提高,其他物理性能基本保持不变;采用10份紫炭黑等量替代炭黑N660用于载重子午线轮胎胎肩垫胶试验配方中,试验轮胎的耐久性能优于正常生产轮胎。

全钢载重子午线轮胎带束层帘线受力的有限元分析

建立11.00 R20规格全钢载重子午线轮胎结构力学分析的二维和三维有限元模型,模型考虑了轮胎分析中因大变形而产生的几何非线性和材料非线性问题及轮胎与轮辋和路面的接触问题。采用ABAQUS软件对轮胎模型的装配与充气过程和轮胎在静负荷条件下带束层帘线的受力情况进行了分析,得到的各层带束层受力结果可帮助轮胎结构工程师评价带束层的设计方案。

全钢载重子午线轮胎胎圈包布宽度优化分析

采用哈尔滨工业大学开发的轮胎专用三维非线性有限元分析软件TYSYS建立全钢载重子午线轮胎有限元分析模型,对不同胎圈包布宽度及匹配三角胶调整进行对比分析。结果表明,适度加大胎圈包布宽度并减小下三角胶高度,同时调整三角胶断面形状,可有效减小胎圈部位钢丝材料端点应力集中,大幅度提高轮胎的使用性能。

翻新载重子午线轮胎层合结构模型的构建

介绍翻新载重子午线轮胎层合结构模型的构建方法,并利用该模型进行垂直负荷工况的有限元分析,提出了适合翻新载重子午线轮胎的变形计算模型。仿真结果与试验结果有较好的一致性,说明所构建的层合结构模型合理有效,从而为翻新轮胎的力学性能研究奠定了基础。