仿生胎面结构优化设计研究.pdf

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1、仿生胎面结构优化设计研究Studyonoptinl娩ationdesignofbiomimetictreadStruCture2014年6月学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《

2、中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：沙哗年6弱]B独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：沙碑

3、年15r月、7日摘要轮胎决定着轮胎与地面之间的载荷传递特性，并对车辆的乘坐舒适性、操纵性和安全性有重要影响。轮胎的胎面结构设计影响着轮胎的温度、滚阻、抓地、噪声、抗滑水和耐磨性等诸多性能。轮胎在正常使用过程中，伴随着温度的升高，胎冠温度的升高对轮胎的疲劳寿命产生直接影响；胎冠结构设计也关系到轮胎的抓地性能和耐磨性能。相关的法律法规己对轮胎的以上性能提出了较为严格的要求，传统胎冠结构设计方法只能顾此失彼，无法做到多性能的协同提升，而借鉴大自然的智慧可以达到同时实现轮胎多种性能相容和同步优化的目的。本文在前人研究的基础上，对具

4、有仿生胎面弧结构的胎冠形状进行优化设计，以期最大化的达到协同提升轮胎多性能的目的，为具有仿生胎冠结构的轮胎的优化设计提供设计思路和理论依据。为此，本文研究了以下几个关键问题：1、利用有限元软件ABAQUS建立了载重子午线轮胎(385／65R22．5)的三维有限元模型。利用轮胎静态加载试验以及接地压力分布测试试验验证模型的可靠性。在模型可靠性的基础上对轮胎模型进行温度场、制动拖滑的有限元分析。针对轮胎的胎冠温度性能、抓地性能和耐磨性能分别提出了各自的评价指标。2、在前人研究的基础上，对仿蝗虫胎面弧结构进行优化设计。由于研究对

5、象是新型仿生宽基子午线轮胎，在选取设计变量的因素与水平时，不能直接选用经验参数进行设计，必须在进行正交试验之前，经过大量的仿真试算，得出合理的水平取值范围。3、以提高轮胎的胎冠温度性能、抓地性能和耐磨性能为优化目标，结合有限元分析、正交试验设计、神经网络和遗传进化算法等建模和优化技术，建立轮胎结构优化方法。并对轮胎胎面弧设计参数进行优化，轮胎上述各性能均得到显著改善。仿生胎面结构优化设计研究4、从强化散热的机理出发设计了花纹沟槽内仿生非光滑结构，对比分析了光滑平面、凸包结构和凹坑结构对空气流动和壁面散热的影响，结果表明仿生

6、非光滑结构可一定程度上强化流体扰动，增加壁面附近的湍流度，有利于增强壁面对流换热。对比了不同尺寸、布置形式非光滑结构对换热系数的影响，对比分析了它们的强化换热效果。关键词：子午线轮胎；仿生设计；多目标优化；．有限元分析ABSTRACTTiresdetemineload仃ansfercharaCteristicsbe铆eenmetireaIldtlleground，aIldonVellicleridecomfoIrt，handlingandsaf宅哆hasimponantimplications．Stlmcturaldesi

7、gnofthetreada任bctsthetiretemperature，rollingresistance，黟ipalldnoise，waterskiingaIldresistallcetowear，andmanyotherpropenies．Tiresinthecourseofnomaluse，alongwithincreasingintemperature，increasingteInperatureoftirecrownont11ef．atiguelifeofthetirehasadirectimpacttires

8、tmcturedesignofcrownisalsorelatedtotiresfor铲ipaIldabrasionresistancepropenies．ReIeVaIltlawsaIldregulationsontirepe怕mlanceoVermorestdngentrequirements，n．