潮湿路面上胎面花纹对轮胎附着性能的影响

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1、第!"卷第#期农业工程学报6.78!"9.8#!$$%年#月&’()*(+,-.)*./,012345:;)1!$$%""bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb潮湿路面上胎面花纹对轮胎附着性能的影响张彦辉<刘小君<王伟<刘火昆=合肥工业大学摩擦学研究所<合肥!"$$$>?摘要@该文把轮胎的黏性滑水现象模拟为轮胎胎面单元和粗糙路面之间的挤压A动压膜问题B在平均流量模型的基础上<采用数值分析的方法<考虑了轮胎花纹的排

2、水作用<研究了不同的胎面花纹对轮胎附着性能的影响<并对不同花纹胎面单元的压力分布等进行了深入分析B计算结果表明<在选取的几种花纹模型中交叉花纹轮胎的附着性能最好B这些结果为轮胎胎面花纹的抗湿滑设计提供了理论依据B关键词@混合润滑C黏性滑水C平均流量模型C轮胎花纹C雷诺方程中图分类号@&DEE%C&F!EG8!文献标识码@4文章编号@E$$!H#IE>=!$$%?#H$$""H$#张彦辉<刘小君<王伟<等8潮湿路面上胎面花纹对轮胎附着性能的影响J:K8农业工程学报

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4、速度A轮胎胎面花纹等因素对轮胎的抗湿滑能力均有重要影响J"K中[种典型的胎面花纹B假设选取的胎面单元的几何尺B文献J[K在假设路寸为"$VV]"$VV<所承受的外载荷相等B胎面单元面光滑的前提下<运用了只考虑挤压项的雷诺方程<得按图中所示的^A_方向把矩形区域均匀划分成"$]到了胎面单元的几何参数和柔度对轮胎附着性能的影响<提出了研究轮胎滑水的一种有效模型B在文献JGA"$进行离散化B胎面单元矩形区域和粗糙路面之间充满了一层楔形液膜<且在^方向上随着^值增大<液膜#K中<作者采用坐标变换的方法<分析了不同形状的胎的

5、名义厚度也逐渐增大B胎面单元在不计柔性变形时<面单元对轮胎滑水的影响<为轮胎的几何形状设计提供_方向上各节点的名义液膜厚度相等B了一定的理论依据B文献J%K研究了轮胎在冰雪路面上的摩擦特性<建立了摩擦界面冰完全熔化条件下轮胎的牵引力预测模型B文献JIA>K则在流体动力学理论的基础上<采用了标准紊流模型<建立一个三维有限元模型来模拟路面沟槽对车辆滑水的影响B通过对不同深度A宽度和间距路面沟槽的计算结果进行比较<得出了一些对路面沟槽设计有指导意义的结论B在本文的研究中<作者首次同时考虑了挤压效应A动压效应以及路面和胎面

6、单元粗糙度的影响<把轮胎的黏性滑水现象模拟为轮胎胎面单元和粗糙路面之间的挤压A动压问题B在考虑路面和胎面单元的综合粗糙度A滑动速度A楔角对黏性滑水的影响的基础上<进一步分析了不同胎面花纹对轮胎附着性能的影响<为轮胎花纹的设计提供了进一步的收稿日期@!$$#H$>H!E修订日期@!$$%H$EHE>图E不同矩形胎面花纹作者简介@张彦辉=E>I$L?<男<主要从事汽车摩擦学的研究B合肥屯溪路E>"万方数据号合肥工业大学摩擦学研究所B‘-N8Ea-//1’1),’1+,()N;7(’,-’1,’1(TU(,

7、,1’)*5V(-7@/7.(,*,.)1Y!#G8+.V,]农业工程学报%??_年当同时考虑液膜的挤压!动压效应时"液膜的控制ST)+/0dd-)("1"9/f(f12[)E/方程为下述平均流量模型#$$"$%&e(..’.+式中e胎面单元表面区域)计算域/;[::作’,’-’,’-565(::)*(+/0)*1+/2$%34)07’(’(’1’1%’(%用在胎面单元上的垂直外载荷=.’*8’+60/)$/Q@g胎面变形’(’9本文考虑了胎面单元受液膜压力和固体应力作用式中+::液膜厚度"+2+)("1"9/;.

8、+液膜平6::下的垂直变形"胎面单元各节点上的垂直变形通过变形均厚度;-.::液膜平均动压力-.2-.)("1"9/;3::矩阵计算得到=集中力作用下的胎面变形方程#$E&为液体动力黏度;9::时间;7::路面与胎面单元的-$i$>i?-$综合粗糙度;5::胎面单元在<方向上相对路面的+$2#>BCD)>i?9Gi$/&)F/Vh%i?%i?i$滑动速度;*