轮胎胎面刚度计算

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1、轮胎胎面单元表观刚度计算第六图书馆胎面单元表观刚度计算车辆轮胎能量法农业工程学报王吉忠庄继德不详2000第六图书馆928一；J第l6卷第2期农业工程学报V01．16No．2282000年3月Transactio雌oftheCSAEMar．2000轮胎胎面单元表观刚度计算U53

2、IU2．／．2王吉忠①庄继德(青磊j工吾学院)(吉磊)摘要：根据轮胎胎面单元在典~n-i~的变形特点，用能量法确定了胎面单元变形的位移函数，导出了轮胎胎面单元表观压缩刚度和表观剪切刚度的理论计算式。关键词熊垂芏垂，盘墨型生!±王稻啦聿嘲吗靶茸、懿星张车辆行驶时轮胎胎面单元与路面接触传递车辆面受刚性较大的带束层约

3、束，下表面受地面约束，单与路面之间的各种相互作用力。胎面单元的压缩和元的压缩变形c与其原始高度h相比为-d,量。故剪切剐度，对车辆行驶的操纵稳定性，对轮胎的滚动可认为本工况胎面单元的上、下表面分别与刚性平损失和胎面磨耗具有重要影响]。本文根据受压缩板和地面固接并且胎面单元处于小变形状态。载荷作用和受压缩与剪切载荷同时作用的矩形胎面根据以上分析并考虑单元的几何形状和变形具单元的变形特点．用能量法确定了单元变形的位移有对称性特点，取位移函数如下函数，导出了胎面单元表观压缩刚度和表观剪切刚“∑in度的计算式．为轮胎胎面单元的合理设计提供了理n=l论基础。：∑in1。。1胎面单元表观压缩刚度

4、计算一鲁+耋1．1位移函数的确定式中“、、一一单元内一点在、z方向的位轮胎静止或自由滚动时，接地区中的胎面单元移，mm口、、6——待定常数；n——正整数，n一1，受压缩载荷作用。图1为胎面单元在压缩载荷作用2，3，⋯；——单元内一点在垂直方向的坐标，mm。下的变形图中胎面单元的长宽比为。一n／b，长高由胎面单元变形时的体积不可压缩性条件和位比为p=alh，形状系数为~=PlEz(1+n)]。移边界条件可得6。一一2妻0．(1+)^a一——ic一H一—塞l，3．5’鲁～将(2)式中的前二式代入(1)式中的第三式得一鲁(cos一】㈤圈1胎面单元的压缩变彤胎面单元的应变能为Fig．1The

5、deformationofthetread—elementbycompressJ—J一J。iGE1++(1+)]‘在压缩载荷JP作用下变形时，胎面单元的上表蚤⋯sin警sin+等c蚪·收穑日期：199905-17①王吉忠，尉教授．青岛市薛家岛青岛建筑工程学院交通工程⋯⋯。s警c。sjc，系．2665z0http://www.6lib.com第六图书馆第2期王吉忠、庄继簿：轮胎胎面单元表观刚度计算式中m——正整数，m—l，2，3，⋯。缩和剪切载荷同时作用。图2为胎面单元在压缩和外力的势能为剪切载荷作用下的受力和变形。图中，为在压缩力尸和剪力Q作用下，使胎面单元上表面保持水平一尸⋯～塞．

6、．．．鲁㈣所需力矩；d、^分别为在外力作用下，胎面单元上表由最小势能原理(u+)一o，得面的垂直和水平位移；y、0分别为单元的剪切应变和单元中面处的转角。f0n=2'4，6，⋯l1ao翮。⋯‘!I，一It(6)I式中G——胎面橡胶的剪切弹性模量，MPa；．——作用在胎面单元上表面的平均压力，MPa，=P／(口6)。f

7、7将(6)式代入(1)式中的前两式和(3)式，可得所r、求的位移函数。口1．2表现压缩月度计算将(6)式代入(2)式中的最后一式，可得胎面单囤2胎面单元的压墙和剪切变彤元的压缩位移为Fig．2Thecompressiveandshearing2d(1+口2)1丽丽一急．

8、⋯焉翮deformationofthetreadelement假定本工况胎面单元上表面保持水平且向(7)位移为零，下表面与地面固接，并且胎面单元变形时考虑到轮胎胎面单元的长宽比和形状系数实际虎克定律成立，则位移函数可近似确定如下：可能的取值范围，上式中级数的一般项在n增大时．R1“一Ⅱ1十l急剧减小，级数的和可用第一项近似表示，则胎面单l元的压缩位移为一n】ysin“}(11)塑±2￡(8)Gab(1+口)1++．—c+睾(c。s一)一0．rsinJ干：十式中胎面单元的表观压缩刚度为o0一2^(1+n)[L(1+箦口)(1十口)+1_12j㈣一n胎面单元的表观压缩弹性模量为应用能量法

9、可得E=Fl+ae+a4~r：2。](10)^一h(l+nj(13)48i胎面单元的表观压缩刚度由反映材料特性的剪(6+口)J切模量，反映形状因素的形状函数和反映尺寸因素(14)的尺寸变量3部分组成。在设计胎面单元时，可从这5+j3个方面对单元的压缩刚度进行设计和调整。如在式中——作用在胎面单元上表面的平均剪应胎面单元上加刀槽花纹可使单元的形状系数减小压力，MPa=Q／(ab)。缩刚度降低。由(13)式可得胎面单元的表观剪切刚度为2胎面单元表观剪切刚度计算