【】轮胎结构设计(青岛科大)Chapter2课件.pptVIP

* 高分子科学与工程学院 第二章 轮胎的性能力学与结构力学 §2-1 轮胎的法向力与法向变形 一、轮胎静负荷性能 1、轮胎的下沉量（法向变形）和压缩系数(factor of trie compression) 压缩率： 表示轮胎的径向弹性特征。 若f过小，说明轮胎的弹性发挥不良，影响乘坐的舒适性;若f过大，说明轮胎在大变形下工作，使用寿命缩短。 H0 Q Hc 下沉量(deflection)：自由状态下充气轮胎断面高H0与静负荷下断面高Hc之差。 高分子科学与工程学院 2、轮胎的接地系数 指轮胎在相应负荷下，接地印痕的长轴与短轴之比。 表示了轮胎承受垂直负荷时发生的周向和横向变形状态。 例如：9.00R20 全钢子午胎的接地系数在1.7左右， 轿车胎165/70R13 的在 1.43左右. 高分子科学与工程学院 3、硬度系数 指轮胎承受负荷（Q）对接地印痕面积（S）和轮胎相应气压（P）乘积之比。 表示在规定的轮辋条件下轮胎气压承受负荷的能力。 Q/SP=1 说明轮胎的气压刚好承受全部负荷，为理想状态 Q/SP1 说明气压不够用来承受全部负荷（胎体骨架承受过多负荷） Q/SP1 说明气压用来承受全部负荷还有余 4、轮胎负荷与气压关系 从图中不难看出轮胎气压与 负荷之间的关系是非线性的。 高分子科学与工程学院 二、轮胎下沉量的理论计算 假设：轮胎在接地面积之外不产生变形；接地面中的平均单位压力等于内压。 （一）赫德克尔（Hadekel）近似公式 式中： D---轮胎充气外直径，Rn---胎面曲率半径， hc---下沉量， Q---轮胎负荷,P---轮胎充气压力,S---接地面积. Q= SP =Pπhc 高分子科学与工程学院 c （二）高孟田（G Komandi匈牙利）经验公式 K---15×103B+0.42 C1--轮胎设计参数，斜交胎=1.15，子午胎=1.5 Q---轮胎负荷 B---轮胎充气断面宽 D---轮胎充气外直径 P---轮胎充气压力 三、轮胎负荷下接地面积和接地压 力分布 1．行驶面曲率半径: （一）接地面积的影响因素 高分子科学与工程学院 胎冠曲率半径大，接地印痕的长轴会变短； 短轴略微变长。但总的接地面积还是小于曲率半径小的，胎冠曲率半径小，接地长轴较长， 接地面积较大。 2．充气压力：P增大，接地面积减小。 3．下沉量：下沉量增大，接地面积增大，在一定范围内接近线性关系。 4. 行驶速度 由右图我们可以看出： 高分子科学与工程学院 5. 道路表面状况的影响 当道路表面存有水、油、泥浆等液体污染 会使轮胎与路面之间的接触面积减小。 （二）接地压力分布及其影响因素 1.压力分布 6.00-16 轮胎接地法向压力分布 负荷Q=4.6kN 充气压力P=220kPa 行驶速度V=1km/h 高分子科学与工程学院 2. 影响压力分布因素 （1）胎面曲率半径：胎冠弧度半径减小，行驶面接地压力分布胎冠中部大于肩 部；弧度半径增大，接地压力中部逐渐减少，肩部逐渐增大。 （2）轮胎结构：子午线轮胎行驶面的接地压力分布比斜交轮胎的均匀。 高分子科学与工程学院 （3）带束层结构 高分子科学与工程学院 （三）接地压力分布对使用性能的影响 1．胎面耐磨性能 2．轮胎制动性能 3．轮胎通过性能 §2-2 轮胎的侧向力及侧向变形和纵向力及周向变形 一、侧偏现象 轮胎接地面的长轴与车轮的中分面在 地面上的投影不重合，并且车轮前进的方 向与车轮滚动的方向不一致，两者之间形 成夹角即侧偏角α，如图 高分子科学与工程学院 1．轮胎类型 子午线轮胎的侧向力大于斜胶胎的侧向力。主要是带束层结构决定。 2．轮胎结构参数与花纹 H/B小的宽轮辋轮胎的侧向力较大； 胎冠角越大，帘布层数越多，胎侧的刚性越大； 横向花纹的侧向力小于纵向花纹的侧向力。 3．垂直负荷 对给定的侧偏角，侧向力随着垂直负荷的增加而增大 4．充气压力 轮胎侧向力随气压的增加而增加，但气压过高时侧向力不再增加。 二、轮胎侧向力、侧向变形的影响因素 5．路面干湿与速度 高分子科学与工程学院 三、轮胎的滚动阻力 （一）滚动阻力的产生原因：滞后环、轮胎的变形 （二）轮胎半径 2．静负荷半径Rs 1．自由半径Rf 轮胎充