基于电动巡逻车用全塑轮胎结构设计与性能分析
轮胎作为车辆行走机构的重要部件，其性能优劣在很大程度上影响了整车性能。目前，轮胎市场上主流的产品仍为子午线轮胎和斜交轮胎，这两类以橡胶为主体材料的经典传统轮胎，都不可避免的存在如爆胎、制造过程高污染及废弃轮胎难回收利用的缺点。随着人类环保意识的不断提高，减少轮胎行业产生的“黑色污染”已经成为业内人士研究的工作重点，国内外相关领域的大型公司和科研团队均已对全塑轮胎领域展开了深入研究。本课题以环境友好型的基于电动巡逻车用全塑轮胎为研究对象，分别从结构设计和性能分析两方面对全塑轮胎进行了相关前沿性研究，对该类型轮胎的发展提供了一定的研究基础。具体工作如下: 1、在完成基于电动巡逻车用全塑轮胎使用性能的需求分析后，选择聚氨酯弹性体作为轮胎主体材料，然后根据聚氨酯材料拉伸试验及其自身特性确定材料本构方程，最后通过曲线拟合的方式证明了本构方程的正确性。 2、针对全塑轮胎的结构设计，在对比实心全塑轮胎结构、辐板式全塑轮胎结构、月牙型全塑轮胎结构以及支撑体式全塑轮胎结构之后，确定基于电动巡逻车用全塑轮胎的结构为支撑体式全塑轮胎结构，并完成了全塑轮胎结构的初步设计。 3、利用有限元软件ABAQUS进行全塑轮胎有限元建模并完成了若干组全塑轮胎仿真试验。通过单因素分析法和正交试验法确定了基于电动巡逻车用全塑轮胎关键参数，即轮胎开孔数量12个、通孔孔径50mm、支撑体中心宽度5mm和支撑体长度100mm。各重要因素对全塑轮胎最大应力差的影响程度从大到小依次为:轮胎开孔数量、支撑体长度、支撑体中心宽度和通孔孔径。 4、利用有限元仿真软件ABAQUS进行基于电动巡逻车用全塑轮胎的接地性能分析，包括全塑轮胎接地应力分析、全塑轮胎接地下沉量分析和全塑轮胎接地面积分析。针对上述分析结果中全塑轮胎暴露出的缺陷，进一步优化了全塑轮胎的结构设计，最终确定全塑轮胎的胎侧与胎面交界处圆弧半径为10mm，提高了全塑轮胎的接地性能。
全塑轮胎;结构设计;接地性能;有限元分析;电动巡逻车
北京化工大学
硕士
机械工程
张有忱;彭瑞旗
2020
中文
TQ336.1
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）