轮胎滚动阻力试验方法研究(附件)【字数：13634】
摘 要随着时间的流逝，生活的质量从简陋到富饶，汽车的生产便利了人们的出行，但任何事物都是双刃剑，一方面的便利往往会引起另一方面的问题那就是人们的生产和生活对生态环境的破坏已经成为国际性的问题了.减少燃料消耗，降级和减少大气污染等一系列活动是当前的主要措施。其中汽车尾气就是大气污染的一种，它是由汽车能量消耗产生的。如果在生活中降低10%的轮胎滚动阻力，那么将节约轿车1.2%的燃料，载重车约4%。因而，开发新的低能耗轮胎开端从此开始，以此来达到降低轮胎滚动阻力的目标。本文分析了影响轮胎滚动阻力的各种要素，并引见滚动阻力的一些测试的测试办法。再采用低速滑行试验法来求解滚动阻力。其主要目的是为了通过对这些因素的认知和测试，了解其对轮胎的各种各样的影响，综合各个影响可以有效的为轮胎的结构优化提供一些可行的方案或者有效的建议。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的 1
1.2轮胎滚动阻力研究现状 1
1.3低滚阻轮胎性能优化方法研究 1
1.3.1结构设计理论 1
1.3.2滚动阻力性能优化方法 2
1.4研究内容 2
第二章 轮胎滚动阻力的机理 4
2.1滚动阻力基本概念 4
2.2轮胎滚动阻力原理 4
2.3轮胎滚动阻力分类 5
2.4轮胎滚动阻力计算公式 5
2.5滚动阻力与环保的关系 6
第三章 轮胎滚动阻力影响因素 7
3.1胎面材料 7
3.2轮胎与地面接触面积大小 8
3.3轮胎花纹 8
3.4轮胎胎压 9
3.5外部因素 9
3.5.1路面状况 9
3.5.2温度 10
3.6轮胎结构 11
第四章 滚动阻力测试方法 13
4.1间接测量 13
4.2直接测量 13
4.3有限元分析法 13
4.4滚动阻力计算 14
第五章 低速滑行法试验与结果处理 16
5.1试验准备 16
5.1.1实验目的 16
5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.2试验条件 16
5.1.3滑行试验方法 16
5.2本试验的采用准则 17
5.3滑行试验数据处理结果 18
5.4试验误差分析 20
第六章 对未来的研究与展望 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1研究目的
节约能源和减少轮胎排放的主要方式是减少轮胎的重量并降低滚动阻力和噪音[1]。模拟分析方法有效地用于预测轮胎的滚动阻力已成为轮胎发展中不可或缺的工具。但是，过去，人们通常采用模拟分析方法来模拟滚动阻力以简化模型，并且没有通用的结构设计方法来直接优化滚动阻力的性能。本文描述了对轮胎滚动数值方法的更完整的分析。基于此，提出轮胎型面设计方法来提高轮胎的滚动阻力性能，为轮胎滚动阻力性能评估和低滚动阻力轮胎结构设计提供指导。
1.2轮胎滚动阻力研究现状
在轮胎的使用过程中，由于橡胶材料的滞后损失，经常会产生大量的热量。生活中，橡胶经常被用作导热性差的导体，轮胎的内部热容易积累，并且轮胎的性能进一步恶化。如果轮胎温度高，使用寿命将受到影响，导致分离，裂开等，这将对轮胎的轮胎阻力产生更大的影响[2]。
为了获得关于轮胎温度分布的准确数据，科学家们在国内外进行了许多探索。前轮轮胎温度场试验方法可分为静态和动态两种方法。静态方法是由前苏联学者[3]提出的。热电偶用于测量轮胎在静止条件下的内部温度，该方法易于使用并测量轮胎的温度分布，是轮胎温度常用的现场温度测量方法。
对轮胎温度场的模拟分析已成为分析轮胎温度的重要工具。国内外科学家已经提出了有关轮胎温度场模拟方法的各种理论：Cho等人使用非线性固体热转换方法并分析橡胶材料的粘弹性性质。它导致了轮胎温度的变化[4]。Park等人计算了轮胎运动过程中的滞后损失，并使用数值分析来获得轮胎的温度分布。[5]。
过去对轮胎温度的场模拟进行了分析，大多数先决条件，如轮胎的热辐射和轮胎与路面之间的传热都被忽略了，这将影响轮胎温度场建模的准确性。
目前国内外学者[6]提出采用比较老较成熟的轮胎滚动阻力仿真方法，但轮胎滚动阻力分析的准确性尚未提高。高精度带式滚动阻力的数值分析方法具有重要的理论意义和技术应用价值。
1.3低滚阻轮胎性能优化方法研究
1.3.1结构设计理论
轮胎结构对轮胎的性能有重要影响。来自不同国家的学者提出了差异化的轮胎设计理念:普利司通公司的Yamagishi等人提出了RCOT车轮胎的最佳滚动轮廓理论[7]，该理论通过调节皮带和胎体层之间的张力来优化轮胎轮廓。从而改善轮胎性能。中岛提出了基于有限元原理的轮胎理论[8]，并使用数学编程技术来优化轮胎轮廓; 住友商事株式会社提出了预应力轮廓理论PSPF[9], 通过增加胎肩曲率来提高轮胎的使用寿命，适应性，滚动阻力和其他性能。
作为一种连续体结构，轮胎具有复杂的受力条件和不同的操作条件。目前用于带型的设计方法主要是调节胎体和带的机械性能，直接溶解轮胎的外轮廓以实现轮胎性能的优化。该设计方法仍然缺乏。
1.3.2滚动阻力性能优化方法
轮胎构造对轮胎的功能和滚动阻力性能有必然的影响：研讨人员剖析了具备固定值存在差异的轮胎的滚动阻力性能，提出平直度为65%的车胎的滚动阻力最小[9];董子龙使用有限元措施研究了轮胎结构设计参数对滚动阻力的影响，认为较大的窗帘线角度和合理的轮胎表面构造均有助于减少轮胎滚动阻力的生成[10]。
结合各内容可得，轮胎滚动阻力的各个构造的优化和轻便已经被许多学者所钻研和研究。但是，当代现有的优化措施都比较依赖于人们的技术经验和阅历。依然缺少对轮胎构造的外围轮廓的优化轻便方法。因而，对低滚动阻力轮胎进行研究正在进行中。外围轮廓构造的轻便设计方法对生活和社会的价值具有重要意义。
1.4研究内容
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的 1
1.2轮胎滚动阻力研究现状 1
1.3低滚阻轮胎性能优化方法研究 1
1.3.1结构设计理论 1
1.3.2滚动阻力性能优化方法 2
1.4研究内容 2
第二章 轮胎滚动阻力的机理 4
2.1滚动阻力基本概念 4
2.2轮胎滚动阻力原理 4
2.3轮胎滚动阻力分类 5
2.4轮胎滚动阻力计算公式 5
2.5滚动阻力与环保的关系 6
第三章 轮胎滚动阻力影响因素 7
3.1胎面材料 7
3.2轮胎与地面接触面积大小 8
3.3轮胎花纹 8
3.4轮胎胎压 9
3.5外部因素 9
3.5.1路面状况 9
3.5.2温度 10
3.6轮胎结构 11
第四章 滚动阻力测试方法 13
4.1间接测量 13
4.2直接测量 13
4.3有限元分析法 13
4.4滚动阻力计算 14
第五章 低速滑行法试验与结果处理 16
5.1试验准备 16
5.1.1实验目的 16
5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.2试验条件 16
5.1.3滑行试验方法 16
5.2本试验的采用准则 17
5.3滑行试验数据处理结果 18
5.4试验误差分析 20
第六章 对未来的研究与展望 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1研究目的
节约能源和减少轮胎排放的主要方式是减少轮胎的重量并降低滚动阻力和噪音[1]。模拟分析方法有效地用于预测轮胎的滚动阻力已成为轮胎发展中不可或缺的工具。但是，过去，人们通常采用模拟分析方法来模拟滚动阻力以简化模型，并且没有通用的结构设计方法来直接优化滚动阻力的性能。本文描述了对轮胎滚动数值方法的更完整的分析。基于此，提出轮胎型面设计方法来提高轮胎的滚动阻力性能，为轮胎滚动阻力性能评估和低滚动阻力轮胎结构设计提供指导。
1.2轮胎滚动阻力研究现状
在轮胎的使用过程中，由于橡胶材料的滞后损失，经常会产生大量的热量。生活中，橡胶经常被用作导热性差的导体，轮胎的内部热容易积累，并且轮胎的性能进一步恶化。如果轮胎温度高，使用寿命将受到影响，导致分离，裂开等，这将对轮胎的轮胎阻力产生更大的影响[2]。
为了获得关于轮胎温度分布的准确数据，科学家们在国内外进行了许多探索。前轮轮胎温度场试验方法可分为静态和动态两种方法。静态方法是由前苏联学者[3]提出的。热电偶用于测量轮胎在静止条件下的内部温度，该方法易于使用并测量轮胎的温度分布，是轮胎温度常用的现场温度测量方法。
对轮胎温度场的模拟分析已成为分析轮胎温度的重要工具。国内外科学家已经提出了有关轮胎温度场模拟方法的各种理论：Cho等人使用非线性固体热转换方法并分析橡胶材料的粘弹性性质。它导致了轮胎温度的变化[4]。Park等人计算了轮胎运动过程中的滞后损失，并使用数值分析来获得轮胎的温度分布。[5]。
过去对轮胎温度的场模拟进行了分析，大多数先决条件，如轮胎的热辐射和轮胎与路面之间的传热都被忽略了，这将影响轮胎温度场建模的准确性。
目前国内外学者[6]提出采用比较老较成熟的轮胎滚动阻力仿真方法，但轮胎滚动阻力分析的准确性尚未提高。高精度带式滚动阻力的数值分析方法具有重要的理论意义和技术应用价值。
1.3低滚阻轮胎性能优化方法研究
1.3.1结构设计理论
轮胎结构对轮胎的性能有重要影响。来自不同国家的学者提出了差异化的轮胎设计理念:普利司通公司的Yamagishi等人提出了RCOT车轮胎的最佳滚动轮廓理论[7]，该理论通过调节皮带和胎体层之间的张力来优化轮胎轮廓。从而改善轮胎性能。中岛提出了基于有限元原理的轮胎理论[8]，并使用数学编程技术来优化轮胎轮廓; 住友商事株式会社提出了预应力轮廓理论PSPF[9], 通过增加胎肩曲率来提高轮胎的使用寿命，适应性，滚动阻力和其他性能。
作为一种连续体结构，轮胎具有复杂的受力条件和不同的操作条件。目前用于带型的设计方法主要是调节胎体和带的机械性能，直接溶解轮胎的外轮廓以实现轮胎性能的优化。该设计方法仍然缺乏。
1.3.2滚动阻力性能优化方法
轮胎构造对轮胎的功能和滚动阻力性能有必然的影响：研讨人员剖析了具备固定值存在差异的轮胎的滚动阻力性能，提出平直度为65%的车胎的滚动阻力最小[9];董子龙使用有限元措施研究了轮胎结构设计参数对滚动阻力的影响，认为较大的窗帘线角度和合理的轮胎表面构造均有助于减少轮胎滚动阻力的生成[10]。
结合各内容可得，轮胎滚动阻力的各个构造的优化和轻便已经被许多学者所钻研和研究。但是，当代现有的优化措施都比较依赖于人们的技术经验和阅历。依然缺少对轮胎构造的外围轮廓的优化轻便方法。因而，对低滚动阻力轮胎进行研究正在进行中。外围轮廓构造的轻便设计方法对生活和社会的价值具有重要意义。
1.4研究内容
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