智能轮胎——轮胎智能制造的机遇与挑战

 智能轮胎是信息技术和轮胎技术深度融合的产物,为轮胎智能制造的信息化、智能化和网络化创造了极好的发展机遇。智能轮胎的状态监测方法为轮胎生产、仓储、运输、销售和维修服务全生命周期的信息化管理提供了便利;其建模与控制技术方便了轮胎数字化设计与虚拟仿真的实现,为轮胎制造过程的智能化提供了便利;轮胎状态自动调节系统收集轮胎在不同路面状况、不同轮胎压力和不同速度下的信息,方便进行轮胎性能的分析,为轮胎制造过程的网络化提供了便利。但智能轮胎相关的轮胎材料和制造技术、传感器和芯片技术、实验测试技术以及智能化应用方面还存在一定的局限性,对智能轮胎技术在轮胎智能制造过程的实施提出了挑战。     

废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎工艺及补强机理

为了提高工程翻新轮胎的承载及抗刺爆性能,利用废旧子午线轮胎钢丝作为补强体,采用镀层法,通过废旧钢丝表面镀铜-镀锌处理,设计了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎生产工艺,主要包括局部修复与补强工程子午线轮胎钢丝帘线断裂层工艺、旧胎体层与翻新胎面胶层之间补强一层子午线废旧轮胎钢丝帘布层工艺.分析了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎补强作用机理,有效实现了废旧钢丝与轮胎橡胶的黏合,并对错体再制造工程翻新轮胎技术优势进行了分析,采用模硫化法对26.5R25全钢工程机械子午线旧轮胎进行了错体再制造翻新生产.结果表明,废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎承载能力和抗刺爆能力大大增强,其使用寿命为同型号普通翻新轮胎的1.2倍,接近同型号新轮胎的使用寿命,综合性能表现良好.     

汽车轮胎侧偏特性的研究现状及其发展

汽车动力学的研究中必须考虑轮胎模型,轮胎侧偏特性直接影响到汽车的操纵稳定性和安全性．综述了轮胎的稳态与非稳态侧偏特性的研究现状及其特点,介绍了轮胎侧偏特性的试验研究方法以及人工神经网络模型在轮胎侧偏特性研究中的应用．指出了轮胎力学模型应满足的主要要求,并展望了轮胎力学建模的发展方向     

基于粗糙路面接触理论的轮胎动摩擦特性研究

提出了一种基于路面特性的轮胎动摩擦特性模型,研究了接触压力、滑动速度、路面特性对轮胎作用力的影响. 基于GW改进接触模型,引入粗糙路面实际接触理论,结合滑动摩擦因数模型、一般轮胎理论模型建立了轮胎动摩擦特性模型. 定量评价了接触压力、滑动速度和路面特性对实际接触面积、轮胎动摩擦力的影响,同时指出了轮胎印迹产生的可能性状态区域. 仿真结果表明,基于路面特性的轮胎动摩擦模型能够准确地反映接触压力、滑动速度、路面特性在轮胎滑移状态下对轮胎作用力的影响.     

基于FEM与ADAMS的轮胎对整车动态性能的影响

考虑轮胎的材料、几何非线性及轮胎与地面的接触非线性,借助ABAQUS软件建立搬移拖车355/65R15型子午线轮胎的三维有限元模型。轮胎径向刚度仿真计算值与理论估算值结果对比分析验证了该模型的有效性。对轮胎稳态滚动过程中轮胎侧偏、纵向滑移工况进行了仿真分析。在轮胎稳态滚动有限元分析的基础上运用规划求解的方法对轮胎的动力学Pacejka89模型进行参数辨识,并建立基于搬移拖车系列轮胎的不同Pacejka89模型的搬移拖车动力学模型,在相同条件下分析轮胎对搬移拖车整车动态性能的影响,这些研究结果对搬移拖车轮胎的选用及整车动态性能分析提供了一定的参考价值。     

三角平衡轮廓轮胎温度场的模拟

三角平衡轮廓轮胎是一种新型的轮胎结构,其特征在于胎肩处和胎侧处放置高强度的支撑块来提高轮胎的性能。本文基于ABAQUS软件建立255/30R22轮胎和三角平衡轮廓轮胎的三维模型,模拟两种轮胎以60 km/h稳态滚动的工况,研究了255/30R22轮胎和三角平衡轮廓轮胎在稳态滚动过程中的温升过程。结果表明,与255/30R22轮胎相比,三角平衡轮廓轮胎提高了胎侧的刚度使胎侧生热减少,支撑块拉直了胎面使胎面变形减小,所以胎侧和胎面的温度较低;三角平衡轮廓轮胎胎体反包处的温度较255/30R22轮胎低很多,避免出现胎体脱层破坏。     

计及胎面花纹影响的轮胎侧偏特性有限元分析

以205/55R16半钢子午线轮胎为参考轮胎,利用组合类保角映射簇建模法构建了不同胎面花纹的一系列轮胎有限元模型,得到了完全的、较高质量的六面体网格,并形成了花纹轮胎侧偏滚动工况的先隐式后显式算法的求解策略.计算结果表明,采用的有限元模型和求解策略是有效的,将数值振荡控制在了一个较低的水平.在此基础上,考察了胎面花纹对轮胎侧偏特性的影响.结果表明,与光面轮胎相比,花纹轮胎的侧偏刚度与回正刚度有明显减小;非对称花纹轮胎与对称花纹轮胎之间的侧偏刚度与回正刚度差别很小;非对称花纹轮胎的残余侧向力和残余回正力矩与光面轮胎和对称花纹轮胎相比有明显减小.     

民用航空器轮胎维护浅析

本文浅析了航空轮胎的主要功用和工作特点,指出了轮胎磨损是航空轮胎的主要失效形式,也是维护中应重点关注的对象,基于对航空轮胎磨损的分析,提出了一些航空轮胎的维护措施和注意事项供相关人员参考。     

轮胎侧偏动力特性的实验研究

研究了常侧偏角和时变轮胎载荷激励下轮胎的传递特性,测量了轮胎侧偏力、回正力矩和外倾力矩对轮胎载荷的传递函数,并考虑了轮胎参数的影响。用数据处理方法消除了实验台和测量装置的惯性力的影响。     

基于试验的轮胎稳态温度场分布及影响因素分析

采用转鼓试验和红外热像仪对不同工况下的轮胎表面温度进行了测试,探讨了升温、冷却过程中轮胎表面温度场的分布规律及相应机理,并通过设计正交试验分析了载荷、胎压及车速对轮胎稳态温度的影响,确定了影响轮胎表面温度的主次因素.结果表明:载荷对轮胎表面温升的影响最大,升温过程中胎肩处的表面温度最高,冷却过程中轮胎表面出现了急剧的升温过程.     

基于轮胎力学特征的轮胎磨损主因子仿真分析

为了量化分析车辆在不同运动状态下轮胎的磨损程度,通过研究轮胎磨损模型,提出了基于轮胎力学特征的轮胎纵向磨损主因子和侧向磨损主因子,建立了基于"魔术公式"轮胎模型的轮胎纵向磨损主因子和侧向磨损主因子模型。通过对纯制动和纯转弯两种工况下轮胎磨损主因子的仿真分析,得出了滑移率、侧偏角、垂直载荷、纵向力、侧向力与纵向磨损主因子和侧向磨损主因子关系曲线。利用轮胎磨损主因子模型的仿真结果,为定量地分析不同运动状态下轮胎的磨损程度提供可靠依据,对延长轮胎的使用寿命具有重要意义。     

重载子午轮胎非线性特性研究与模型修正

针对重载子午轮胎在大变形过程中的非线性面外力学特征,开展了基于魔术公式(MF)对重载子午轮胎非线性特性和模型修正方法研究.基于轮胎六分力测试试验,开展了重载子午轮胎的面外力学试验研究.针对该型轮胎垂向载荷范围大、扁平比大的特点,分析了重载工况下轮胎垂向载荷对轮胎侧偏特性和纵滑特性的影响规律,建立了重载子午轮胎的无量纲侧偏特性和纵滑特性的非线性解析模型;基于粒子群算法(PSO)和试验数据,开展了轮胎魔术公式模型的特征参数辨识研究,分析了辨识结果对不同载荷作用下的轮胎力学特性匹配程度与影响因素;基于相似性原理提出了重载工况下的魔术公式修正模型,与轮胎六分力测试试验结果进行对比,验证了修正模型的准确性.     

载重子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以ABAQUS软件为平台,建立了子午线轮胎稳态滚动分析的三维有限元模型.在有限元模型中充分考虑到轮胎材料、结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合,轮胎与地面的摩擦等状况,对轮胎在标准气压、额定载荷下的不同滚动状态进行了模拟.分析了不同工况下轮胎接地面的法向应力、摩擦应力和带束层帘线应力分布等滚动特性,为轮胎的结构设计、振动与噪声分析提供了依据.     

智能轮胎状态信息估算研究综述与展望

智能轮胎技术能够将轮胎与路面的相互作用信息第一时间反馈到汽车的控制系统,对汽车的行驶安全性、经济性以及舒适性等起着至关重要的作用.主要从轮胎力估算、路面条件识别、轮胎滑水监测、轮胎磨损监测以及状态信息控制应用等角度梳理了智能轮胎状态信息估算的中外研究进展,并展望了智能轮胎技术的未来发展趋势及可能面临的挑战.     

刍议汽车轮胎使用与保养

本文系统而全面的介绍了轮胎的分类,轮胎型号的表示方法,轮胎的正确选用以及轮胎的使用与保养等四个方面的问题。     

轮胎压路机在沥青混合料摊铺层碾压中的作用探讨

应用力学原理,研究了轮胎压路机在碾压热拌沥青混合料时充气轮胎与沥青混合料的相互作用,进一步分析了充气轮胎在压实过程中的揉压机理和作用,并对轮胎压路机与光轮压路机及振动压路机,在压实沥青混合料摊铺层时的性能进行了对比研究。结果表明,轮胎压路机压实沥青混合料摊铺层能得到更高的压实质量,应选用轮胎压路机作为沥青混合料复压的主要机械。     

轮胎模具的三维造型与数控加工

本文从轮胎和轮胎花纹的特点出发,综合运用UG软件的CAD／CAM功能,结合UC／CRIP语言,完成了轮胎模具的三维造型,生成了数控加工程序,并且分析了加工轮胎模具的误差,提出了改善方法。     

汽车轮胎异常磨损原因分析及预防措施

本文对汽车轮胎异常磨损的原因做了分析,并提出了解决轮胎异常磨损的方法和预防措施,重点对轮胎产生斑状磨损、轮胎中部和胎肩磨损及轮胎单边磨损的原因进行了分析并提出预防措施。     

基于魔术公式的轮胎特征函数计算方法

提出了利用魔术公式(magic formula)计算轮胎特征函数的方法。基于轮胎力学特性试验数据辨识得到magic formula轮胎模型中的相关系数。根据magic formula轮胎模型可以计算轮胎在任意载荷、任意运动状态下与操纵稳定性相关的性能指标,用来进行性能的集成;同时可以作为对轮胎特性的要求,提供给轮胎供应商作为性能开发的基准。以某一车型轮胎选型过程中轮胎特征函数的计算为例,说明了具体的实现过程,此方法提高了汽车操纵稳定性匹配与性能集成的精度与效率,具有实际的工程意义。     

滚动轮胎在变载下水平力学特性的基本建模理论

以往的轮胎水平力学特性理论模型 ,都是在恒定垂直载荷和印迹长度不变的前提下建立的。首次提出轮胎的“接触历程”概念 ,导出了计算动载时轮胎“接触历程”的“入迹方程” ,阐明了轮胎动载水平力学特性建模机理 ,克服了动载下轮胎特性理论建模的一个基本障碍 ,建立了变载下刚性胎体时轮胎侧偏、纵滑的理论模型