载重车辆翻新轮胎承载仿真及失效机理研究

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1、学校代码：10225学号：B10050学位论文载重车辆翻新轮胎承载仿真及失效机理研究指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：授予学位单位：齐晓杰于建国教授博士‘2010年03月东北林业大学学科专业g载运工具运用工程论文答辩日期：2010年06月授予学位日期：答辩委员会主席：论文评阅人：素：『厶栉素大学i囊；00鲁叠ii奠§；”～√。’多套r拳．f≤叠l蠹墨銎霆每，{t爹◆诤；。-1．．卟rf§}^}f●DissertationfortheTheResearchofLoadBearingSimulationandFailureMechanismaboutLoadVehicleRe

2、novationTireCandidare：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：DateofOralExamination：QIXiao-jieYUJian-guoDoctorVehicleOperationEngineeringJune，2010University：NortheastForestryUniversity≈卜；、．气·!、0吧，q-●^’一摘要随着汽车工业的高速发展，废旧轮胎的大量产生，轮胎翻新已成为国际公认的废旧轮胎环保、有价值的再生利用方式，也是促进节能减排和绿

3、色循环经济发展的需要。但是，由于翻新轮胎在技术理论和工艺及检测等方面还缺少系统的研究，翻新轮胎在使用和试验中经常出现胎面、胎侧、帘布层、缓冲层及胎圈等脱层、裂缝、龟裂的破坏和失效现象，这些现象常使汽车在行驶中发生爆胎直至失控等故障发生，甚至产生事故，严重影响了翻新轮胎的应用市场和人身安全。为此，本文以载重车辆翻新轮胎微观力学性能分析、微观温度场形成机制分析和试验研究为基础，以翻新轮胎承载变形特性和失效机理分析为目标，进行了载重车辆翻新轮胎承载仿真理论及其失效机理的研究。通过对翻新轮胎主体结构及各层间结合性能的研究，建立了适合提高仿真分析效率的翻新轮胎胎体层橡胶和钢丝帘布的二元复合

4、结构及胎面层、缓冲层与胎体层构成的三元复合材料层合结构模型；通过对构建的层合结构微观力学分析、层结构力学分析，研究了翻新轮胎层合结构大变形理论数学描述方法和试验分析方法。建立了翻新轮胎计算机分析几何模型和有限元仿真分析模型。通过对翻新轮胎不同工况下的载荷一变形、应力一应变、接地特性、疲劳及撕裂特性、材料属性等方面的仿真分析和试验验证，获得了垂直载荷、切向载荷、侧向载荷及正交复合情况下的载荷一变形规律；修正了载重车辆翻新子午线轮胎的径向变形公式，深入研究了胎面层、缓冲层及胎体层等相互作用的微观力学机制和影响，为翻新轮胎失效机理研究和理论研究奠定了基础。建立了翻新轮胎层合结构的剖分模

5、块微观温度场分布有限元仿真分析模型，通过仿真分析和试验研究，获得了滚动状态下温度场分布规律及瞬态热传导规律，深入分析了翻新轮胎各层及层间的微观温度场形成机制及对使用性能的影响。探讨了构建模型应用的可行性，建立了胎面层、缓冲层和胎体层材料属性(如弹性模量)等的测试方法，并获得了研究所用的参数。建立了翻新轮胎静载变形试验测试系统、底盘测功机上轮胎动态温度测试系统和轮胎摩擦热传导测试系统，探索了轮胎性能测试和提高翻新轮胎仿真精度的有效方法。通过对同品牌、同型号、同规格新轮胎和翻新轮胎的仿真分析和试验研究，探索了测试研究奠定了基胎在标准载荷、胎可●————————————————————

6、—————————————————————————————————’——————————————————————————————————————————————————————————————-————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————-————————————一Abstract—————■——●置—墨■皇■宣—●—■■量昌———■■■■—■———

7、量—量■量曩暑曩——詈昌墨量

8、●——墨■皇皇■暑皇—■■■■■■■■■■———■皇■皇——曩皇—墨暑置墨墨罨置—置■量■—量置量置暑量曩置墨墨皇暑置置●—■■-AbstractWiththerapiddevelopmentofautomobileindustry，scraptiresproducingsubstantially，thetirerenovationhasbecomeawayofvaluableandenvironmentalrecyclingtechnologyinternationallyre