满足轮胎寿命的基于安全因素的轮胎设计方法学载重客车轮胎设计模拟方法.pdf

Kabe．满足轮胎寿命的机遇安全因素的轮胎设计方法学 41 KazuyukJ 满足轮胎寿命的基于安全因素的轮胎设计方法学 (载重客车轮胎设计模拟方法) KazuyulaKabe 横滨橡胶公司研发中心计算力学实验室 世界上有很多种橡胶产品，例如轮胎、输送带、橡胶护舷、橡胶轴承、橡胶减振器。许多橡胶产品 的通常不仅含有橡胶，还包括帘线，我们称之为FRR(纤维增强橡胶)。在这些橡胶产品中，轮胎——如 图1所示，具有最复杂的结构，它包括橡胶件，例如胎面和胎侧，以及帘线增强橡胶件，例如带束层和 胎体帘布层。在帘线增强橡胶件中，带柬层和胎体帘布里的每根帘线都具有加捻帘线结构，这个在其它 复合材料，例如纤维增强塑料中是看不到的…。 图1子午线轮胎结构 这些轮胎结构需要提供许多功能，包括下列四种基本功能，1)载荷能力2)传递驱动和制动力矩3)减 震能力4)道路抓着能力，以及其他的功能，例如提供可转向响应、足够的行车里程和尺寸稳定性，最小功 耗、最小噪音和振动。为了满足这些功能，轮胎由橡胶和帘线组成环形薄壳，橡胶和帘线都具有高度挠 性和相对的不可延伸性，以保持图2中轮胎的特征【2J。 另一方面， FRR中的橡胶基体由很多材料制成，包括橡胶、炭黑、白炭黑及其他材料。橡胶本身被 认为是粒子补强材料，如图3所示f3】。因此，我们不能把断裂力学应用到橡胶产品的评估，断裂力学一 般适用于塑料和纤维制成的FRP。 本文提出了考虑到橡胶产品，如轮胎实际条件的新设计方法。轮胎应当提供许多的特点与功能：例如 使用时与各种不同路面接触，通过反复执行这些功能，由于热积聚，轮胎轮廓胀大，橡胶老化。因此， 研究轮胎时，把轮胎轮廓胀大和橡胶老化考虑进去是有必要的。这两个问题对于轮胎设计都是非常重要 ‘● 的。 第二届中日橡胶技术交流大会论文集 de南matbn ltlge 竦straiA ◎◇照 立 8 iAcom pzess蛐ty 付 甲百申 mater五inonInea矗印 。半半 com s乜uc机le posRe 缨 vkcoe]as虹卸 母 contact m]lhg ⑩ l_ 图2轮胎的特征 图3轮胎部件中橡胶的微结构模型 第一个问题是轮胎轮廓胀大，图4显示了轮胎滚动一FOD(外直径)增大和行驶里程之间的关系。由 图可知，轮胎胀大发生在轮胎寿命的早期，在轮胎寿命的中期后变平。因此，我们把双倍充气压力法(DIP 法)用于轮胎寿命中间阶段的OD增大。OD的增大改变轮胎的轮廓，也就是说在轮胎寿命的不同阶段， KazuyukiKabe．满足轮胎寿命的机遇安全因素的轮胎设计方法学 43 7‘’—。。’‘‘、—。+。’1。。’——’’