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子午线轮胎花纹分区差异性对轮胎刚度的影响研究
| 论文题名： | 子午线轮胎花纹分区差异性对轮胎刚度的影响研究 |
| 关键词： | 车辆行走系统;子午线轮胎;花纹特征;刚度特性 |
| 摘要： | 轮胎作为车辆行驶系统中的关键部件，其力学特性对整车性能具有重要影响。轮胎刚度作为轮胎重要的力学特性参数，其不但能够影响整车的操纵稳定性、制动安全性、行驶动力性等，而且是整车行驶分析设计中重要的参数之一。轮胎花纹作为汽车轮胎与路面的直接接触部分，其参数设计与整车性能也密切相关。探究花纹分区差异性特征设计与刚度特性之间的关联关系，有助于丰富轮胎力学特性研究，为提升轮胎力学特性提供参考。 以具有不同轮胎花纹的十条205/55R16型乘用车子午线轮胎为试验对象，利用轮胎转鼓试验台测量试验轮胎的刚度特性。通过Tekscan压力测量系统获得试验轮胎的接地性态参数，以及轮胎花纹分区的接地几何与压力分布特征；通过VIC-3D非接触全场应变测量系统测量具有不同花纹特征的试验轮胎胎面变形特征，获得了不同分区轮胎的接地变形特征参数。研究发现，横纵沟槽附近常出现应力集中现象，沟槽数越多，接地压力均值越大；横向沟槽产生纵向拉伸应变、纵向沟槽产生横向拉伸应变，拉伸应变方向呈垂直于沟槽开口方向的趋势。 通过Person相关分析法分析并获取了对轮胎纵向刚度特性以及侧向刚度特性具有高相关性的接地性态参数，应用偏最小二乘回归法与Bootstrap重抽样方法，建立了轮胎接地性态参数与纵向刚度、侧向刚度特性之间的关联关系。并分析了对轮胎纵向刚度、侧向刚度特性影响相对较大的胎面区域。通过纵向刚度特性分析中提取的自变量第一主成分与因变量之间的平面图T1/S1，计算其相关系数为0.97，侧向刚度特性分析中提取的自变量第一主成分与因变量之间的平面图T1/S2，计算其相关系数为0.94，可见提取出来的自变量第一主成分与因变量之间具有较强的线性关系，证明应用偏最小二乘回归模型分析的合理性。 建立了205/55R16型子午线轮胎的有限元仿真模型，利用轮胎接地压力试验与刚度试验，验证了仿真模型的有效性。建立了轮胎非对称花纹块宽度设计方案，结果发现，随着外过渡区宽度增加，外胎肩区宽度减小，纵向刚度值呈逐渐减小趋势，侧向刚度值呈逐渐增大趋势，通过刚度特性仿真值与接地性态参数的拟合值对比可知，两者趋势具有较好的一致性。分析差异性纵沟宽度对轮胎刚度特性的影响，结果表明，纵沟1宽度变化对纵向刚度特性影响最大，纵沟2宽度变化对侧向刚度影响影响最大；同理，分析了差异性纵沟深度对轮胎刚度特性的影响，结果表明，纵沟4深度变化对纵向刚度影响最大，纵沟2深度变化对侧向刚度影响最大。在纵沟宽度与纵沟深度的设计方案中分别通过综合方案优选，获取了轮胎纵向刚度与侧向刚度特性均达到综合较优水平的方案设计。 |
| 作者： | 刘浩 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 梁晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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