聚氨酯非充气轮胎的结构优化设计与制造
轮胎是汽车的关键部件，对汽车的操纵性、舒适性、安全性等方面都有直接影响。非充气轮胎是近些年来为满足不同客户对轮胎特殊使用环境和轮胎特殊性能设计的新型轮胎。其中聚氨酯非充气轮胎具有防爆胎、低成本、优异的耐磨性等优点，各国轮胎企业和研究所都在探索不同结构的聚氨酯非充气轮胎。 本文简述了轮胎发展史，总结了非充气轮胎的研究现状。为提高轮胎真圆度和改善辐条轮胎不同位置应力差异大的问题,创新设计了轮毂上焊接凸起结构的实心聚氨酯非充气轮胎和等截面面积的聚氨酯辐条非充气轮胎结构，利用ABAQUS对上述轮胎的性能进行模拟分析，并对最优结构的轮胎进行制造。主要研究内容和结论如下: (1)模拟研究了实心聚氨酯轮胎的凸起宽度、凸起角度和凸起数量对轮胎在静态载荷作用下的轮胎应力、下沉量、接触应力以及滚动过程中轮胎应力最大值平均值和下沉量平均值的影响。结果表明:适当增大凸起宽度、凸起角度可以减小应力最大值和下沉量,但接触应力最大值会增大。本文确定凸起宽度25mm,凸起角度45°，凸起数量8对为该轮胎优选的结构参数，该结构轮胎在6000N作用下滚动过程中的下沉量平均值为1.2422mm,轮胎刚度大，符合最初提高轮胎真圆度的设计要求。 (2)模拟研究了等截面面积的聚氨酯辐条非充气轮胎的V字形辐条厚度、辐条角度和双层辐条结构对轮胎在静态载荷作用下的轮胎应力、下沉量和接触应力以及滚动过程中轮胎应力最大值平均值、下沉量平均值的影响。结果表明:适当增大辐条宽度、减小辐条角度、使用双层辐条结构可以减小应力最大值和接触应力最大值。本文确定辐条厚度18mm,辐条角度为22.5°的单层辐条轮胎结构作为轮胎优选的结构参数。该结构轮胎的应力最大值与其平均值的最大差值为其平均值的6.09％,滚动过程中在不同位置的应力最大值差距不大，符合最初的降低辐条轮胎在不同位置的应力差异大的设计要求。 （3）最后完成了两种聚氨酯非充气轮胎浇注模具的设计、轮胎浇注成型工艺的探索和轮胎的制造，制造的轮胎样品尺寸达到要求，外观良好,为今后轮胎的工业化生产提供了指导。
非充气轮胎;聚氨酯;模具设计;轮胎制造;有限元分析
北京化工大学
硕士
机械（专硕）
谭晶;王生全
2023
中文
TQ336.1
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）