摘要：为分析子午线轮胎局部特征参数(帘线直径、帘线间距、帘线夹角和胎压)对其力学和刚度特性的影响,以一种子午线轮胎185/60 R1482H为研究对象,基于线弹性(主要针对钢丝/聚酯帘线)和Yeoh超弹性(主要针对橡胶材料)材料本构模型构建胎面-刚性路面的非线性静态接触过程。采用APDL参数化编程语言建立了轮胎-刚性路面接触系统的三维有限元模型,并据此分析了带束层中帘线直径、帘线间距、帘线夹角和胎压对子午线轮胎径向/横向力学特性的影响。通过径向/横向力学特性曲线并结合最小二乘法得到了子午线轮胎径向/横向刚度特性的变化规律。研究结果表明:(1)适当提高胎压,增大帘线直径,减小帘线间距对于提高轮胎的径向和横向受载能力具有一定积极影响;(2)帘线夹角的增加使得轮胎的径向和横向承载能力会呈现出先增大后减小的趋势,因而存在一个最优帘线夹角,其使得轮胎的径向和横向受载能力均达到或接近最大;(3)多层帘线分布以及帘线夹角的存在会使得轮胎结构呈现出非对称性,进而导致轮胎在纯径向承载时会同时承受横向载荷的作用;(4)轮胎的径/横向刚度随胎压的增加而呈现出显著增大的趋势,帘线夹角则对轮胎的横向刚度影响最为明显,而帘线直径和帘线间距对径/横向刚度的影响较小。

关键词：汽车工程 力学和刚度特性 有限元法 子午线轮胎 非线性接触 

单位：郑州旅游职业学院; 河南郑州451464