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基于有限元法对195/65R15子午线轮胎滚动阻力的研究
| 论文题名： | 基于有限元法对195/65R15子午线轮胎滚动阻力的研究 |
| 关键词： | 子午线轮胎;滚动阻力值;能耗指标;结构优化;有限元法 |
| 摘要： | 滚动阻力是轮胎重要的能耗指标直接影响车辆的燃油经济性；也是轮胎重要的性能指标与轮胎的生热、磨损相关，影响轮胎的使用寿命。有限元法在解决轮胎材料、几何以及接触非线性等方面的问题表现优异，已成为开展滚动阻力研究的重要手段。本文利用该方法建立轮胎模型，开展滚动阻力的参数影响分析，探究工况参数和结构参数对滚动阻力的影响机理，为轮胎工况参数的选择以及结构优化提供参考。 本文首先分析了滚动阻力的产生机理，将由橡胶材料黏弹特性引起的滞后能量损失作为滚动阻力的重要来源，确定了滚动阻力的计算方法；在ABAQUS软件中建立195/65R15子午线轮胎的三维有限元模型，仿真计算在标准试验条件下轮胎的滚动阻力值及能量损失分布。为验证计算结果的准确性，对该轮胎进行滚动阻力试验，测量值与计算结果的偏差为3.95％表明建立的模型能够用于滚动阻力研究。利用上述模型开展工况参数（速度、充气压力和负荷）和结构参数（带束层宽度、带束层角度和胎体反包高度）对滚动阻力的影响分析，得到以下结论： （1）随负荷和充气压力的增加，滚动阻力分别呈线性增长和沿抛物线下降的趋势；中低速行驶条件下，速度对滚动阻力的影响不大； （2）减小2＃带束层宽度时，滚动阻力下降效果优于1＃带束层且不会对轮胎其他性能造成不良影响；适当减小带束层角度有利于提高轮胎的径向刚度、减小轮胎变形，从而降低轮胎滚动阻力；虽然降低胎体反包高度可达到减小滚动阻力值效果，但应避免胎体反包高度过低导致胎圈早期破坏的情况。 对比不同方案中轮胎同一部位的能量损失情况，从变形和应力两个方面分析参数对对滚动阻力影响机理，在滚动阻力分析的基础上兼顾对轮胎其他性能的影响分析，以期对推动低滚动阻力轮胎的开发提供一定帮助。 |
| 作者： | 樊丽娟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 段振亚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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