基于ADAMS的仿章鱼吸盘式轮胎防滑性能仿真分析

以章鱼吸盘作为仿生对象,进行吸盘式防滑轮胎花纹设计。根据仿章鱼吸盘式轮胎的实体模型及具体参数,采用ADAMS/View模块对轮胎的驱动防滑性能和制动防滑性能进行仿真分析。结果表明,仿生设计可以增大轮胎冰面上的附着力,提供较大的安全驱动转矩,同时能缩短轮胎冰面上的制动距离,具有一定的防滑效果,为今后仿生轮胎的研究和优化设计提供了正确方法和参考数据。

家猫爪垫减振机理及其在轮胎花纹中的仿生应用研究

猫科动物运动时表现出极强的减振特性,爪垫作为与地面接触的唯一躯体部分是影响减振效果的关键因素。通过对家猫爪垫的组织学和接地力学试验研究表明,爪垫的减振机理主要体现在:爪垫组织结构呈现的多层特征有助于衰减接地应力;正常行走步态下爪垫力学特性表征出的爪垫-地接触中存在摆动变形的运动特征有利于缓冲储能的发挥。利用家猫爪垫的减振机理对PCR轮胎中间区域胎面的花纹沟壁结构进行仿生设计,采用仿蜂巢六边形凹坑非对称布局的花纹结构设计来实现家猫爪垫减振机理的仿生学应用。通过有限元仿真分析发现,当轮胎滚动时,所设计的仿生胎面花纹有效降低了轮胎接地压力偏度值和胎面-路面间径向激励力,改善了轮胎胎面磨损和振动噪声特性。

仿生非光滑沟槽轮胎抗滑水性能研究

基于仿生非光滑减阻理念,选择鲨鱼皮表面鳞盾沟槽作为研究对象,将仿生非光滑结构应用于复杂轮胎花纹沟底,在不改变轮胎其他性能的前提下提高轮胎抗滑水性能。以185/60 R15轮胎为例,运用计算流体力学方法,分析了3种仿生非光滑沟槽在不同水流速度下的减阻及抗滑水性能,进一步研究其减阻机理,并将优选结构应用到轮胎花纹沟底部。结果表明:仿生非光滑沟槽主要通过影响流体边界层结构实现减阻;与原胎相比,仿生胎可有效降低轮胎表面动水压力,提高轮胎滑水速度,保障车辆在湿滑路面的行驶安全性。

摩托车仿生花纹沙地轮胎硫化温度场分析

采用ANSYS Workbench软件研究摩托车仿生花纹(以驼形花纹为例)沙地轮胎(简称驼形花纹轮胎)硫化温度场,并与普通花纹(长条形花纹和宽段形花纹)沙地轮胎进行对比分析。结果表明:3种花纹轮胎模具温模时间和温模后型腔温度基本相同,驼形花纹轮胎模具型腔温度差最小,温度差减小速度最快,传热最均匀;硫化900 s时,驼形花纹轮胎传热均匀性最好,可以保证一定的硫化均匀性;硫化1200 s时,驼形花纹轮胎各部位温度明显提升,上下胎肩温度差绝对值减小,传热均匀性更好;硫化1500 s时,3种花纹轮胎硫化效果相当,驼形花纹轮胎上下胎肩温度差绝对值进一步减小,传热均匀性进一步提升。