全钢载重子午线轮胎的力学分析研究.pdf

1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 　8　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　轮 　胎 　工 　业 　　　　　　　　　　　　　　2001 年第 21 卷 全钢载重子午线轮胎的力学分析研究 郭 　杨1 ,刘 　锟1 ,潮 　阳1 ,梁 　俐1 ,李 　伟2 ,夏 　勇2 ,夏源明2 (1 安徽开2 元轮胎有限责任公司 ,安徽 合肥 　230011 ;2 中国科学技术大学 ,安徽 合肥 　230027) 　　摘要 :介绍轮胎力学发展的历史 ,通过对轮胎设计理论的探讨 ,认识到有限元分析已成为全钢载重子午线 轮胎研究的主要手段。有限元分析对轮胎复合材料力学性能的接触问题、滚动损失和温度场等有了较成功的 应用。准确预报复合材料性能 ,建立合理??述材料的低模量和轮胎的大变形、大应变的力学模型以及解决热力 耦合问题 ,仍是进行载重子午线轮胎力学分析的难点。 　　关键词 :子午线轮胎 ;轮胎力学 ;有限元分析 　　中图分类号 :U463 341 + 3 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1006 8171 (2001) 01 0008 08 　　目前国内全钢载重子午线轮胎发展较为迅 年法国米其林公司首先发明了全钢子午线轮胎 速 ,但其技术来源主要依赖于国外进口。为了 (1953 年开始工业化生产) ,1954 年意大利倍耐 提高国内的技术水平 ,寻求进一步研究轮胎力 力公司研制出半钢子午线轮胎 ,才揭开了一场 学问题的切入点和突破点 ,以期更好地指导生 轮胎革命的序幕[1 ,2 ] 。由于子午线轮胎优越性 产设计 ,本公司与中国科学技术大学力学系合 能更依赖于合理的结构设计 ,因此有了轮胎的 作 ,对全钢载重子午线轮胎力学分析研究的现 结构力学理论模型的进一步发展。这些理论模 状进行了充分调研 ,对其有了比较综合的认识。 型应用于轮胎的结构设计已充分显示出力学分 析在改进轮胎产品质量中的重要作用 ,使人们 1 　轮胎力学研究的概况 认识到结构设计与材料设计具有同等重要的地 1 1 　轮胎力学在轮胎发展中的地位 位。到 20 世纪 80 年代中期 ,有限元分析技术 　　从 19 世纪到 20 世纪初 ,轮胎先后经历了 在轮胎断面轮廓设计中的应用 ,使其突破了自 从实心到空心 ,从帆布骨架材料到帘线骨架材 然平衡轮廓的束缚 ,开始寻求自然平衡轮廓以 料以及橡胶硫化法和炭黑补强等一系列的新技 外的最佳轮廓 ,因而掀起了在轮胎结构设计中 术的应用 ,从而实现了早期的轮胎工业化生产。 应用有限元技术的热潮 ,这不仅加快了轮胎新 在这漫长的过程中 ,轮胎性能的改进完全依赖 产品的开发速度 ,还促进了轮胎产品的多样化 , [3 ] 于材料学和加工工艺的进步而得以实现 ,而作 以满足不同的使用要求 。这说明轮胎力学 为定量分析的轮胎