基于新非自然平衡轮廓设计的载重子午线轮胎振动辐射噪声的研究

从轮胎结构设计角度出发,通过改善轮胎接地特性,降低滚动轮胎与路面接触过程中胎体的振动,提升轮胎的噪声性能。首先,采用任意拉格朗日ALE方法对轮胎进行稳态滚动分析,获取路面激励引起的轮胎瞬时动态响应,在此基础上,采用边界元方法预测了不同结构轮胎滚动时的振动辐射噪声。然后,考虑轮胎接地压力对胎面振动的影响,对接地压力分布与轮胎噪声性能间的关系进行了深入分析。结果表明,建立的新非自然平衡轮廓胎体结构可以改善轮胎与路面接触过程中的相互作用,使得接地面内压力分布更均匀,实现了轮胎振动辐射噪声性能的提升,振动辐射噪声较现行设计轮胎减小了3.7dB。

新非自然平衡轮廓载重子午线轮胎设计及试验验证

以载重子午线轮胎295/80R22.5为研究对象,利用新非自然平衡轮廓理论对其胎体轮廓进行重新设计。在此基础上,试制了具有新非自然平衡轮廓的轮胎样胎,并依据GB/T23663-2009对其径向、横向和纵向刚度进行测试。借助ABAQUS软件建立了新非自然平衡轮廓轮胎295/80R22.5的有限元分析模型,并对其静态接地压力分布、充气外轮廓以及径向、横向和纵向刚度进行了数值计算。试验测试与数值计算结果有较好的一致性。结果表明,本文建立的新非自然平衡轮廓轮胎的有限元分析模型具有较高的精度,可用其分析轮胎的综合性能。

从平衡轮廓出发进行子午线轮胎的模型设计

子午线轮胎的平衡轮廓与模型轮廓是不同的，平衡轮廓设计的成功依赖于模型设计，而模型设计应开始于受约束充气平衡轮廓设计计算完成之后。模型轮廓与平衡轮廓有关的几个量是：模型外直径Ｄｍ、模型胎体帘线长度Ｌｍ和模型断面宽Ｂｍ。模型胎体帘布轮廓形状设计遵循的基本原则为：①向平衡轮廓靠拢；②大变形集中于胎侧；③模拟负荷下形状。