全鋼子午線載重輪胎的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法

1、全鋼子午線載重輪胎的全鋼子午線載重輪胎的 特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 負(fù)載負(fù)載 功能功能 傳遞動力、驅(qū)傳遞動力、驅(qū) 動和制動功能動和制動功能 緩沖緩沖 功能功能 輪胎的基本功能輪胎的基本功能 操縱操縱 功能功能 負(fù)荷功能：包括輪胎的承載性能、耐久性能和高速性能；負(fù)荷功能：包括輪胎的承載性能、耐久性能和高速性能； 制動、驅(qū)動功能：包括車輛的啟動、加速、爬坡和制動能力；制動、驅(qū)動功能：包括車輛的啟動、加速、爬坡和制動能力； 在干、濕路面的行駛能力；在干、濕路面的行駛能力； 緩沖功能：包括車輛的避震性能與乘坐舒適性能等；緩沖功能：包括車輛的避震性能與乘坐舒適性能等； 牽引功能：車輛的操縱穩(wěn)

2、定性、轉(zhuǎn)彎特性等。牽引功能：車輛的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎特性等。 此外，輪胎還應(yīng)具有良好的耐磨、耐老化、低滾動阻力、低噪此外，輪胎還應(yīng)具有良好的耐磨、耐老化、低滾動阻力、低噪 音、可翻新等使用性能。音、可翻新等使用性能。 當(dāng)然，在輪胎應(yīng)具備的諸多性能中，因某些性能提高而引起另當(dāng)然，在輪胎應(yīng)具備的諸多性能中，因某些性能提高而引起另 一些性能降低的相互制約情況也很多。如提高輪胎操縱穩(wěn)定性的同一些性能降低的相互制約情況也很多。如提高輪胎操縱穩(wěn)定性的同 時(shí)，往往會提高滾動阻力，其他如負(fù)荷能力和高速性能、乘坐舒適時(shí)，往往會提高滾動阻力，其他如負(fù)荷能力和高速性能、乘坐舒適 性與操縱穩(wěn)定性等。性與操縱穩(wěn)定性等。

3、輪胎功能和性能的體現(xiàn)，是根據(jù)汽車性能需要設(shè)計(jì)的，為了確輪胎功能和性能的體現(xiàn)，是根據(jù)汽車性能需要設(shè)計(jì)的，為了確 保車輛使用的安全性、行駛性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，必須綜合平衡車保車輛使用的安全性、行駛性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，必須綜合平衡車 輛的各種性能要求，合理設(shè)計(jì)、制造、選擇和使用輪胎。輛的各種性能要求，合理設(shè)計(jì)、制造、選擇和使用輪胎。 輪胎性能的相互制約性：輪胎性能的相互制約性： 當(dāng)然，在要求輪胎應(yīng)具備的諸多性能中，當(dāng)然，在要求輪胎應(yīng)具備的諸多性能中， 因某些性能提高而引起另一些性能降低的相因某些性能提高而引起另一些性能降低的相 互制約的情況也很多。如在提高輪胎操縱穩(wěn)互制約的情況也很多。如在提高輪胎操

4、縱穩(wěn) 定性的同時(shí)，往往也會提高輪胎的滾動阻力定性的同時(shí)，往往也會提高輪胎的滾動阻力, , 其他如負(fù)荷能力和高速性能、乘坐舒適性與其他如負(fù)荷能力和高速性能、乘坐舒適性與 操縱穩(wěn)定性等。操縱穩(wěn)定性等。 輪胎功能和性能（外特性）的體現(xiàn)，是根據(jù)汽車的駕駛 輪胎功能和性能（外特性）的體現(xiàn)，是根據(jù)汽車的駕駛 性能需要而設(shè)計(jì)的，是由輪胎的特性及制造加工的質(zhì)量所決性能需要而設(shè)計(jì)的，是由輪胎的特性及制造加工的質(zhì)量所決 定的。不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、材料特性、工藝方法及使用條件，定的。不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、材料特性、工藝方法及使用條件， 會使輪胎的性能產(chǎn)生很大的差異。為了確保車輛使用的安全會使輪胎的性能產(chǎn)生很大的差異。為了確保

5、車輛使用的安全 性能、行駛性能、舒適性能和經(jīng)濟(jì)性能，必須按照汽車的使性能、行駛性能、舒適性能和經(jīng)濟(jì)性能，必須按照汽車的使 用特性來合理設(shè)計(jì)、制造、選擇和使用輪胎。用特性來合理設(shè)計(jì)、制造、選擇和使用輪胎。 因此，正確理解使用要求，采用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方法因此，正確理解使用要求，采用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)、制造輪胎能夠更好地滿足車輛的安全性，提高車輛的設(shè)計(jì)、制造輪胎能夠更好地滿足車輛的安全性，提高車輛的 駕駛性能，對提高輪胎的使用壽命，改善車輛的經(jīng)濟(jì)性能有駕駛性能，對提高輪胎的使用壽命，改善車輛的經(jīng)濟(jì)性能有 極大幫助。同時(shí)，也能有效地控制和降低輪胎的制造成本，極大幫助。同時(shí)，也能有效地控制和降

6、低輪胎的制造成本， 節(jié)約人力物力和各種資源。節(jié)約人力物力和各種資源。 子午線輪胎的各項(xiàng)性能都要明顯優(yōu)于斜交輪胎，而無內(nèi)胎、子午線輪胎的各項(xiàng)性能都要明顯優(yōu)于斜交輪胎，而無內(nèi)胎、 低斷面的子午線輪胎在許多方面的優(yōu)越性更加明顯，因此無內(nèi)低斷面的子午線輪胎在許多方面的優(yōu)越性更加明顯，因此無內(nèi) 胎化、低斷面化、子午化成為輪胎發(fā)展方向已經(jīng)是不爭的事實(shí)。胎化、低斷面化、子午化成為輪胎發(fā)展方向已經(jīng)是不爭的事實(shí)。 050100150200250 耐久性(帶束層) 耐久性(高速性) 耐磨性 耐刺性 制動性(濕路面) 操縱穩(wěn)定性 乘坐舒適性 燃料費(fèi) 噪音 輪胎重量 經(jīng)濟(jì)性 斜交輪胎 子午線輪胎 子午胎與斜交胎性能對

7、比子午胎與斜交胎性能對比 輪胎是汽車等各類輪式機(jī)械的重要部件之一，輪胎是汽車等各類輪式機(jī)械的重要部件之一， 是車輛的安全部件，也是消耗部件，是骨架材料是車輛的安全部件，也是消耗部件，是骨架材料 和膠料的復(fù)合體構(gòu)成，并由輪胎與輪輞組合成車和膠料的復(fù)合體構(gòu)成，并由輪胎與輪輞組合成車 輪總成。輪總成。 輪胎作為汽車與道路之間力的支撐和傳遞單輪胎作為汽車與道路之間力的支撐和傳遞單 元，其力學(xué)性能直接影響汽車的運(yùn)動性能，它對元，其力學(xué)性能直接影響汽車的運(yùn)動性能，它對 于車輛的安全性、操縱穩(wěn)定性、行駛性、乘坐舒于車輛的安全性、操縱穩(wěn)定性、行駛性、乘坐舒 適性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性等都起著關(guān)鍵性的影響。適性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)

8、性等都起著關(guān)鍵性的影響。 輪胎是一種安全產(chǎn)品（輪胎本身和車輛），又是汽 輪胎是一種安全產(chǎn)品（輪胎本身和車輛），又是汽 車的主要標(biāo)準(zhǔn)配套件之一。因此，對輪胎產(chǎn)品的外緣車的主要標(biāo)準(zhǔn)配套件之一。因此，對輪胎產(chǎn)品的外緣 尺寸（外直徑、斷面寬度）、使用范圍（負(fù)荷、氣壓、尺寸（外直徑、斷面寬度）、使用范圍（負(fù)荷、氣壓、 輪輞型號、速度等）、安全及性能要求（強(qiáng)度、耐久輪輞型號、速度等）、安全及性能要求（強(qiáng)度、耐久 性、高速、脫圈等）等，各國都有嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)性、高速、脫圈等）等，各國都有嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定。規(guī)定。 輪胎設(shè)計(jì)師的職責(zé)就是在充分了解和分析輪胎的輪胎設(shè)計(jì)師的職責(zé)就是在充分了解和分析輪胎的 使

9、用要求后，確定輪胎能滿足所需使用條件的性能特使用要求后，確定輪胎能滿足所需使用條件的性能特 性，根據(jù)輪胎的性能特性確認(rèn)相應(yīng)的輪胎標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，性，根據(jù)輪胎的性能特性確認(rèn)相應(yīng)的輪胎標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)， 設(shè)計(jì)滿足性能要求和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的輪胎。設(shè)計(jì)滿足性能要求和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的輪胎。 輪胎標(biāo)準(zhǔn)的分析、參考和執(zhí)行是為了確保產(chǎn)品符合相關(guān)的 輪胎標(biāo)準(zhǔn)的分析、參考和執(zhí)行是為了確保產(chǎn)品符合相關(guān)的 國家的安全法規(guī)，為了設(shè)計(jì)的輪胎產(chǎn)品具有通用性、實(shí)用性和國家的安全法規(guī)，為了設(shè)計(jì)的輪胎產(chǎn)品具有通用性、實(shí)用性和 商也價(jià)值。因此，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)也是輪胎設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。商也價(jià)值。因此，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)也是輪胎設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。 輪胎標(biāo)準(zhǔn)通常

10、分為強(qiáng)制性法規(guī)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩類：輪胎標(biāo)準(zhǔn)通常分為強(qiáng)制性法規(guī)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩類： 強(qiáng)制性法規(guī)主要是一些涉及安全性能和政府規(guī)定的法規(guī)，強(qiáng)制性法規(guī)主要是一些涉及安全性能和政府規(guī)定的法規(guī)， 如我國的、美國的、歐洲的等；如我國的、美國的、歐洲的等； 推薦性標(biāo)準(zhǔn)包括輪胎的規(guī)格尺寸要求、負(fù)荷及氣壓范圍、推薦性標(biāo)準(zhǔn)包括輪胎的規(guī)格尺寸要求、負(fù)荷及氣壓范圍、 與輪胎相關(guān)的配合尺寸等，如我國的輪胎年鑒、美國的、與輪胎相關(guān)的配合尺寸等，如我國的輪胎年鑒、美國的、 歐洲的等；有時(shí)，為了滿足用戶的特殊需要，或一歐洲的等；有時(shí)，為了滿足用戶的特殊需要，或一 些非標(biāo)產(chǎn)品，一些輪胎企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、用戶標(biāo)準(zhǔn)等也作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)些非標(biāo)產(chǎn)品，一

11、些輪胎企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、用戶標(biāo)準(zhǔn)等也作為產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的依據(jù)。的依據(jù)。 通過對輪胎使用功能、性能，對相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的分析，可 通過對輪胎使用功能、性能，對相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的分析，可 以基本確定所要設(shè)計(jì)的輪胎的一系列邊界條件和基本參數(shù)：以基本確定所要設(shè)計(jì)的輪胎的一系列邊界條件和基本參數(shù)： 如輪胎的最大負(fù)荷、氣壓、速度；外徑、斷面寬度；輪如輪胎的最大負(fù)荷、氣壓、速度；外徑、斷面寬度；輪 輞型號及胎圈形狀尺寸；輪胎花紋的類型和結(jié)構(gòu)；材料的大輞型號及胎圈形狀尺寸；輪胎花紋的類型和結(jié)構(gòu)；材料的大 致要求；相關(guān)配套件等。致要求；相關(guān)配套件等。 這些邊界條件和基本參數(shù)被作為輪胎這些邊界條件和基本參數(shù)被作為輪胎 在輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

12、，在輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是對輪胎力學(xué)性能研究和設(shè)計(jì)，它通 輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是對輪胎力學(xué)性能研究和設(shè)計(jì)，它通 常包含兩方面的內(nèi)容：常包含兩方面的內(nèi)容： 一是輪胎的外特性研究設(shè)計(jì)，主要包括輪胎的功能和性一是輪胎的外特性研究設(shè)計(jì)，主要包括輪胎的功能和性 能的分析和設(shè)計(jì)。二是輪胎的內(nèi)特性研究設(shè)計(jì)，主要是通過能的分析和設(shè)計(jì)。二是輪胎的內(nèi)特性研究設(shè)計(jì)，主要是通過 研究輪胎內(nèi)外特性關(guān)系，來研究和設(shè)計(jì)輪胎結(jié)構(gòu)和材料特征、研究輪胎內(nèi)外特性關(guān)系，來研究和設(shè)計(jì)輪胎結(jié)構(gòu)和材料特征、 應(yīng)力應(yīng)變分布、幾何形狀對力學(xué)特性的影響、強(qiáng)度計(jì)算及安應(yīng)力應(yīng)變分布、幾何形狀對力學(xué)特性的影響、強(qiáng)度計(jì)算及安 全性、失效性分

13、析、箍緊系數(shù)、內(nèi)壓分擔(dān)、溫度場分布等。全性、失效性分析、箍緊系數(shù)、內(nèi)壓分擔(dān)、溫度場分布等。 包括大量的物理和數(shù)學(xué)建模、計(jì)算方法的研究設(shè)計(jì)。包括大量的物理和數(shù)學(xué)建模、計(jì)算方法的研究設(shè)計(jì)。 輪胎在自由狀態(tài)、靜態(tài)和動態(tài)下的特性具有很大的差異，輪胎在自由狀態(tài)、靜態(tài)和動態(tài)下的特性具有很大的差異， 也影響輪胎的內(nèi)特性分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。就目前行業(yè)的技術(shù)發(fā)也影響輪胎的內(nèi)特性分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。就目前行業(yè)的技術(shù)發(fā) 展水平而言，由于各種因素，采用的方法、設(shè)計(jì)水平差異是展水平而言，由于各種因素，采用的方法、設(shè)計(jì)水平差異是 很大的。很大的。 輪胎結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)理論最早是從上世紀(jì)三、四十年代發(fā)展 輪胎結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)理論最早是

14、從上世紀(jì)三、四十年代發(fā)展 起來的，早期著名的設(shè)計(jì)理論有網(wǎng)格理論、薄膜理論等，后來又起來的，早期著名的設(shè)計(jì)理論有網(wǎng)格理論、薄膜理論等，后來又 發(fā)展到層合理論、薄殼理論等。這些理論的共同點(diǎn)是只考慮了輪發(fā)展到層合理論、薄殼理論等。這些理論的共同點(diǎn)是只考慮了輪 胎的靜態(tài)強(qiáng)度，并在此基礎(chǔ)上簡化和假設(shè)，建立了自然平衡輪廓胎的靜態(tài)強(qiáng)度，并在此基礎(chǔ)上簡化和假設(shè)，建立了自然平衡輪廓 理論，得出了輪胎的自然平衡輪廓公式。理論，得出了輪胎的自然平衡輪廓公式。 隨著有限元方法的普及應(yīng)用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，輪胎隨著有限元方法的普及應(yīng)用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，輪胎 設(shè)計(jì)理論有了很大突破，新一代的輪胎設(shè)計(jì)理論也得以擺脫

15、自然設(shè)計(jì)理論有了很大突破，新一代的輪胎設(shè)計(jì)理論也得以擺脫自然 平衡輪廓的束縛，而代之以非自然平衡輪廓理論，并擺脫了對輪平衡輪廓的束縛，而代之以非自然平衡輪廓理論，并擺脫了對輪 胎動態(tài)及使用性能、力學(xué)特性的不可知性。其中，比較典型的理胎動態(tài)及使用性能、力學(xué)特性的不可知性。其中，比較典型的理 論有：的和、東洋的、橫濱的論有：的和、東洋的、橫濱的 等，雙錢的設(shè)計(jì)方法也是建立在自然平衡輪廓基礎(chǔ)上由等，雙錢的設(shè)計(jì)方法也是建立在自然平衡輪廓基礎(chǔ)上由 原總工隆有明創(chuàng)立的理論。原總工隆有明創(chuàng)立的理論。 各種傳統(tǒng)的、經(jīng)典的和現(xiàn)代的輪胎設(shè)計(jì)理論，可參各種傳統(tǒng)的、經(jīng)典的和現(xiàn)代的輪胎設(shè)計(jì)理論，可參 閱有關(guān)的資料，關(guān)于

16、理論，隆總的多篇文章也閱有關(guān)的資料，關(guān)于理論，隆總的多篇文章也 有詳細(xì)的介紹，各位可參考。有詳細(xì)的介紹，各位可參考。 理論及在此基礎(chǔ)上建立的一整套設(shè)計(jì)方法理論及在此基礎(chǔ)上建立的一整套設(shè)計(jì)方法, , 其突出的優(yōu)點(diǎn)在于：可靠性高、簡便、快捷、實(shí)用。其其突出的優(yōu)點(diǎn)在于：可靠性高、簡便、快捷、實(shí)用。其 不足之處在于：現(xiàn)有條件下尚無法準(zhǔn)確地分析輪胎內(nèi)部不足之處在于：現(xiàn)有條件下尚無法準(zhǔn)確地分析輪胎內(nèi)部 的動態(tài)力學(xué)特性及輪胎的外特性、無法有效地分析因材的動態(tài)力學(xué)特性及輪胎的外特性、無法有效地分析因材 料、結(jié)構(gòu)、花紋、及各種邊界條件等的變化對輪胎微觀料、結(jié)構(gòu)、花紋、及各種邊界條件等的變化對輪胎微觀 力學(xué)特征的

17、影響。但這也是其它理論同樣面臨的問題。力學(xué)特征的影響。但這也是其它理論同樣面臨的問題。 TBR的開發(fā)周期(1) 項(xiàng)目準(zhǔn)備 接受任務(wù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 配方設(shè)計(jì) 安全計(jì)算 有限元分析 骨架材料設(shè)計(jì) TBR的開發(fā)周期(2) 模型設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì) 硫化條件設(shè)計(jì) 新產(chǎn)品試制 小批量中試 性能測試 不合格 合格 設(shè)計(jì)評審 試生產(chǎn)評審 投產(chǎn)評審 正式生產(chǎn) 道路試驗(yàn) 室內(nèi)試驗(yàn) （一）輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要步驟：（一）輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要步驟： 用戶信息的收集和提煉用戶信息的收集和提煉 對照標(biāo)準(zhǔn)對照標(biāo)準(zhǔn) 確定基本的輸入條件確定基本的輸入條件 輸入條件的處理（優(yōu)先確定配方和花紋設(shè)計(jì)）輸入條件的處理（優(yōu)先確定配方和花紋設(shè)計(jì)） 平衡輪

18、廓的設(shè)計(jì)平衡輪廓的設(shè)計(jì) 有限元分析及優(yōu)化有限元分析及優(yōu)化 確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 （二）輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：（二）輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì) 輪廓設(shè)計(jì)輪廓設(shè)計(jì) 安全設(shè)計(jì)安全設(shè)計(jì) 材料設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì) 裝備及模具設(shè)計(jì)裝備及模具設(shè)計(jì) 輪胎試驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)輪胎試驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)：功能設(shè)計(jì)： 根據(jù)輪胎的使用要求、目的，確定要設(shè)計(jì)的輪胎的種類根據(jù)輪胎的使用要求、目的，確定要設(shè)計(jì)的輪胎的種類 和范圍和范圍( (如乘用、載重、工程等；高速、公路、越野等如乘用、載重、工程等；高速、公路、越野等) )；確；確 定輪胎規(guī)格定輪胎規(guī)格( (如如11.00R2011.0

19、0R20或或295/80R22.5295/80R22.5等等) )。 根據(jù)輪胎的負(fù)載要求，確定輪胎的負(fù)荷、氣壓范圍，速根據(jù)輪胎的負(fù)載要求，確定輪胎的負(fù)荷、氣壓范圍，速 度級別、安全系數(shù)等。度級別、安全系數(shù)等。 根據(jù)輪胎的驅(qū)動、制動等動力性能要求及其操縱性能要根據(jù)輪胎的驅(qū)動、制動等動力性能要求及其操縱性能要 求，確定輪胎的花紋類型、深度；胎圈結(jié)構(gòu)、過盈量；考慮求，確定輪胎的花紋類型、深度；胎圈結(jié)構(gòu)、過盈量；考慮 輪胎剛度、印跡等。輪胎剛度、印跡等。 根據(jù)輪胎的使用及裝配要求，包括對使用后尺寸的穩(wěn)定根據(jù)輪胎的使用及裝配要求，包括對使用后尺寸的穩(wěn)定 性要求等，確定輪胎的外徑、斷面寬、胎圈尺寸等。性要

20、求等，確定輪胎的外徑、斷面寬、胎圈尺寸等。 載重輪胎按用途分類 長途高速 城市公交 城際運(yùn)輸 中短途超載 礦山路面 長途高速的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 常用于高速公路行駛的大型客車 最高的安全性能 較好的乘坐舒適性 較低的滾動阻力 較低的噪聲 中短途超載型的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 常用于混合路面的運(yùn)輸車輛 強(qiáng)大的負(fù)載能力 較長的使用壽命 城市公交的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 市區(qū)公交線路 負(fù)荷呈周期性變化特點(diǎn)，某些車型存在超載 運(yùn)行里程一般每天200-300公里 胎側(cè)有一定的防擦能力 噪聲要求較高 較高的操縱穩(wěn)定性 保證一定的翻新次數(shù) 輪廓設(shè)計(jì)：輪廓設(shè)計(jì)： 確定確定RkRk、RcRc、b b、c c，設(shè)定，設(shè)定RcRc、負(fù)荷下下沉量等，根據(jù)

21、、負(fù)荷下下沉量等，根據(jù) TECOTECO理論計(jì)算理論計(jì)算a a、lolo、RmRm、h h等，基本確定平衡內(nèi)輪廓和負(fù)荷等，基本確定平衡內(nèi)輪廓和負(fù)荷 狀態(tài)下內(nèi)輪廓；并可由其他已知條件確定相應(yīng)外輪廓。狀態(tài)下內(nèi)輪廓；并可由其他已知條件確定相應(yīng)外輪廓。 安全設(shè)計(jì)：安全設(shè)計(jì)： 根據(jù)充氣內(nèi)輪廓尺寸、內(nèi)壓根據(jù)充氣內(nèi)輪廓尺寸、內(nèi)壓P P、所需的安全系數(shù)等，可計(jì)、所需的安全系數(shù)等，可計(jì) 算確定輪胎的內(nèi)壓應(yīng)力算確定輪胎的內(nèi)壓應(yīng)力TbTb、TBTB、TcTc；輪胎的箍緊系數(shù)、帶束；輪胎的箍緊系數(shù)、帶束 有效寬度、最佳帶束角度或冠角等重要力學(xué)參數(shù)；并由此可有效寬度、最佳帶束角度或冠角等重要力學(xué)參數(shù)；并由此可 確定帶束

22、角度、寬度、胎體簾線長度、反包高度、鋼絲圈結(jié)確定帶束角度、寬度、胎體簾線長度、反包高度、鋼絲圈結(jié) 構(gòu)及尺寸等。構(gòu)及尺寸等。 簾布及骨架材料的選用（強(qiáng)度與剛度的兼顧，密度、厚度）簾布及骨架材料的選用（強(qiáng)度與剛度的兼顧，密度、厚度） 重載型輪胎的設(shè)計(jì)重載型輪胎的設(shè)計(jì) 熱疲勞下的材料性能熱疲勞下的材料性能 不同成型方法的討論（一次和二次、機(jī)械和膠囊）不同成型方法的討論（一次和二次、機(jī)械和膠囊） 帶束結(jié)構(gòu)的討論（零度、大角度、纏繞）帶束結(jié)構(gòu)的討論（零度、大角度、纏繞） 胎圈結(jié)構(gòu)討論（穩(wěn)定性、翻新率）胎圈結(jié)構(gòu)討論（穩(wěn)定性、翻新率） 安全計(jì)算介紹 332021-6-10 上海輪胎橡膠研究所 安全計(jì)算流程

23、2021-6-10 34 上海輪胎橡膠研究所 設(shè)計(jì)要求 2021-6-10 35 上海輪胎橡膠研究所 幾何參數(shù) 2c OD rk rm SWB rc b a 2021-6-10 36 上海輪胎橡膠研究所 BD 幾何參數(shù) 2021-6-10 37 上海輪胎橡膠研究所 幾何參數(shù) 2021-6-10 38 上海輪胎橡膠研究所 幾何參數(shù) 2021-6-10 39 上海輪胎橡膠研究所 幾何參數(shù) 2021-6-10 40 上海輪胎橡膠研究所 應(yīng)力計(jì)算 2021-6-10 41 上海輪胎橡膠研究所 應(yīng)力計(jì)算 2021-6-10 42 上海輪胎橡膠研究所 安全倍數(shù) 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 43

24、安全倍數(shù) 2021-6-10 44 上海輪胎橡膠研究所 計(jì)算示例 2021-6-10 45 上海輪胎橡膠研究所 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 46 計(jì)算示例 2021-6-10 47 上海輪胎橡膠研究所 計(jì)算示例 2021-6-10 48 上海輪胎橡膠研究所 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 49 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 50 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 51 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 52 計(jì)算示例 2021-6-10上海輪胎橡膠研究所 53 TECO安全倍數(shù)的一般要求 材料設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì) 材料設(shè)

25、計(jì)主要是根據(jù)輪胎各個(gè)部位的功能和作用，內(nèi)、外輪廓曲材料設(shè)計(jì)主要是根據(jù)輪胎各個(gè)部位的功能和作用，內(nèi)、外輪廓曲 線要求、根據(jù)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、考慮生產(chǎn)工藝特點(diǎn)以及部件合理過渡的線要求、根據(jù)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、考慮生產(chǎn)工藝特點(diǎn)以及部件合理過渡的 原則等進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。原則等進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。 同時(shí)，根據(jù)確定的材料布置和材料特性，又可對輪胎作有限元分同時(shí)，根據(jù)確定的材料布置和材料特性，又可對輪胎作有限元分 析、通過對應(yīng)力、應(yīng)變等的分析和調(diào)整，使輪胎的結(jié)構(gòu)更加合理。析、通過對應(yīng)力、應(yīng)變等的分析和調(diào)整，使輪胎的結(jié)構(gòu)更加合理。 材料設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要工作是如何在滿足技術(shù)要求的條件下，合材料設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要工作是如何在滿足技術(shù)

26、要求的條件下，合 理選擇、綜合平衡、降低材料（主要是骨架材料）的成本。理選擇、綜合平衡、降低材料（主要是骨架材料）的成本。 工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是根據(jù)輪胎的結(jié)構(gòu)、材料布置等，設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是根據(jù)輪胎的結(jié)構(gòu)、材料布置等，設(shè)計(jì) 合適的工藝方法，使輪胎能按技術(shù)、質(zhì)量要求制造出；并能合適的工藝方法，使輪胎能按技術(shù)、質(zhì)量要求制造出；并能 有效地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)；此外，方法應(yīng)力求高效能、低投有效地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)；此外，方法應(yīng)力求高效能、低投 入、柔性的。入、柔性的。 工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)一般以成型為主，硫化、壓延、壓出、工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)一般以成型為主，硫化、壓延、壓出、 裁斷等也是比較重要的部分

27、，其他還有膠囊等輔助性內(nèi)容。裁斷等也是比較重要的部分，其他還有膠囊等輔助性內(nèi)容。 裝備設(shè)計(jì)裝備設(shè)計(jì) 裝備設(shè)計(jì)并不是結(jié)構(gòu)工程師的工作，但結(jié)構(gòu)工程師必須裝備設(shè)計(jì)并不是結(jié)構(gòu)工程師的工作，但結(jié)構(gòu)工程師必須 為裝備設(shè)計(jì)提供一系列的參數(shù)，來確保裝備設(shè)計(jì)的正確性和為裝備設(shè)計(jì)提供一系列的參數(shù)，來確保裝備設(shè)計(jì)的正確性和 可靠性。如輪胎模型，部件、胎胚的施工尺寸、材料，作業(yè)可靠性。如輪胎模型，部件、胎胚的施工尺寸、材料，作業(yè) 的方法、要求等。的方法、要求等。 輪胎試驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)輪胎試驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 輪胎試驗(yàn)是輪胎設(shè)計(jì)中的重要部分，是對輪胎設(shè)計(jì)效果輪胎試驗(yàn)是輪胎設(shè)計(jì)中的重要部分，是對輪胎設(shè)計(jì)效果 的評價(jià)，由于輪胎的特

28、殊性，現(xiàn)在的各種設(shè)計(jì)方法還都很難的評價(jià)，由于輪胎的特殊性，現(xiàn)在的各種設(shè)計(jì)方法還都很難 正確、客觀地反映輪胎的設(shè)計(jì)效果。因此，輪胎試驗(yàn)是檢驗(yàn)正確、客觀地反映輪胎的設(shè)計(jì)效果。因此，輪胎試驗(yàn)是檢驗(yàn) 設(shè)計(jì)效果的重要方法。輪胎試驗(yàn)包括室內(nèi)和室外試驗(yàn)，室外設(shè)計(jì)效果的重要方法。輪胎試驗(yàn)包括室內(nèi)和室外試驗(yàn)，室外 試驗(yàn)又包括試驗(yàn)場和道路試驗(yàn)等，盡管許多試驗(yàn)都有規(guī)定的試驗(yàn)又包括試驗(yàn)場和道路試驗(yàn)等，盡管許多試驗(yàn)都有規(guī)定的 或參考的方法，但正確選擇合適的試驗(yàn)方法也非常重要，有或參考的方法，但正確選擇合適的試驗(yàn)方法也非常重要，有 時(shí)還需要根據(jù)實(shí)際自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)。因此，我們對各種試驗(yàn)的時(shí)還需要根據(jù)實(shí)際自己設(shè)計(jì)試驗(yàn)。因此，我

29、們對各種試驗(yàn)的 作用、方法、乃至原理一定要了解掌握。作用、方法、乃至原理一定要了解掌握。 功能優(yōu)先的設(shè)計(jì)原則：必須滿足客戶需求；功能優(yōu)先的設(shè)計(jì)原則：必須滿足客戶需求； 安全第一的設(shè)計(jì)原則：必須符合法規(guī)要求的安全標(biāo)準(zhǔn)；安全第一的設(shè)計(jì)原則：必須符合法規(guī)要求的安全標(biāo)準(zhǔn)； 方便生產(chǎn)的設(shè)計(jì)原則：只有方便的，才能穩(wěn)定的；只有方便生產(chǎn)的設(shè)計(jì)原則：只有方便的，才能穩(wěn)定的；只有 穩(wěn)定的，才是可靠的。穩(wěn)定的，才是可靠的。 總之，輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是輪胎設(shè)計(jì)中最重要的內(nèi)容之一， 總之，輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是輪胎設(shè)計(jì)中最重要的內(nèi)容之一， 也是最復(fù)雜的一個(gè)部分，它關(guān)系輪胎許多的使用性能。設(shè)也是最復(fù)雜的一個(gè)部分，它關(guān)系輪胎許多的使用性

30、能。設(shè) 計(jì)理論是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)的技巧，好的產(chǎn)品計(jì)理論是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)的技巧，好的產(chǎn)品 設(shè)計(jì)需要我們具有良好的基礎(chǔ)知識，也需要我們許多智慧設(shè)計(jì)需要我們具有良好的基礎(chǔ)知識，也需要我們許多智慧 的創(chuàng)造。的創(chuàng)造。 這是一個(gè)非常有創(chuàng)造性、有挑戰(zhàn)性的工作，也是一項(xiàng)這是一個(gè)非常有創(chuàng)造性、有挑戰(zhàn)性的工作，也是一項(xiàng) 需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作、集體互動的工作。需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作、集體互動的工作。 感謝各位聆聽感謝各位聆聽 請?zhí)釋氋F意見請?zhí)釋氋F意見 TBR輪胎滾阻專題 本專題主要針對輪胎結(jié)構(gòu)的改變對滾動阻力的 影響進(jìn)行一些初步的研究。 設(shè)想： 1、改變胎冠部位的剛性； 2、改變胎側(cè)部位的剛性； 根據(jù)對輪胎的理

31、解，胎冠剛性增加會使?jié)L動阻 力變大，胎側(cè)剛性增加則會減小滾動阻力。 滾動阻力試驗(yàn)機(jī) 試驗(yàn)方案 由于本次研究不涉及配方的變化，所以改變剛性從結(jié) 構(gòu)入手，影響胎冠剛性的主要手段是改變鋼絲帶束的冠 角，所以我們將試驗(yàn)方案定為：冠角65、70和73（設(shè)備 限制）， 70方案則是正常胎。 胎側(cè)剛性的增加只能考慮改變胎體反包高度，我們確定了 以目前正常的反包高度為基準(zhǔn)，增加15mm為1個(gè)方案，增 加30mm為另一個(gè)方案。 所選規(guī)格為11R22.5 16PR 試驗(yàn)數(shù)據(jù)1 方案號結(jié)構(gòu)主要特征輪胎編號 25度滾動阻力數(shù)值方案平均值 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) E09-1 反包高度高30 F71508178 202.16-

32、103.47 202.20 -103.41 202.06-103.4 202.38-103.36 E09-2 F71508177 202.27-106 202.34 -106.07 202.11-106.23 202.65-105.99 E09-3 F71508176 204.19-100.92 204.31 -100.99 204.22-100.85 204.53-101.19 E09-4 F71508175 202.89-99.01 203.01 -99.16 202.89-99.06 203.25-99.42 試驗(yàn)數(shù)據(jù)2 方案號結(jié)構(gòu)主要特征輪胎編號 25度滾動阻力數(shù)值方案平均值 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)

33、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) E08-1 反包高度高15 F71520391 210.47-107.94 210.74 -108.10210.90-108.18 210.85-108.18 E08-2 F71520392 212.31-109.47 212.17 -109.42 212.12-109.36 212.09-109.42 E08-3 F71506115 209.38-110.66 209.50 -110.33 209.45-110.21 209.67-110.13 E08-4 F71506116 210.58-110.13 210.35 -109.97 210.52-110.00 209.96-109

34、.79 試驗(yàn)數(shù)據(jù)3 方案號結(jié)構(gòu)主要特征輪胎編號 25度滾動阻力數(shù)值方案平均值 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) E07-1 帶束角度65 F71502009 218.51-86.75 210.74 -108.10217.04-90.41 217.01-88.79 E07-2 F71502010 217.43-96.38 212.17 -109.42 215.01-96.23 217.61-110.10 E07-3 F71501860 DNPDNPDNP DNP E07-4 F71501859 213.63-110.13 210.35 -109.97 217.69-110.00 216.57-109.79 注：

35、由于E07-3測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定而放棄。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)4 方案號結(jié)構(gòu)主要特征輪胎編號 25度滾動阻力數(shù)值方案平均值 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) E06-1 帶束角度73 F71574617 225.57-116.72 224.37 -115.29 223.73-115.55 223.81-113.61 E06-2F71552060 225.98-113.65 226.31 -114.00 226.21-114.31 226.73-114.05 NOR1 正常生產(chǎn) F71543670 222.94-119.31 223.50 -119.66 223.98-121.45 223.57-118.21 NOR2F715

36、43669 227.64-109.89 227.64 -109.84 227.34-108.86 227.95-110.78 NOR3F71552058 220.95-106.15 221.33 -106.83 221.36-107.11 221.67-107.22 NOR4F71552057 221.22-110.83 221.41 -110.85 221.44-110.84 221.57-110.88 擬合公式驗(yàn)證 方案號總成重量正轉(zhuǎn)值反轉(zhuǎn)值徑向力附加力計(jì)算反轉(zhuǎn)值誤差 E08-194.55 210.74 -108.10 23575.41 50.51 109.73 1.48% E08-294

37、.60 212.17 -109.42 23635.45 50.58 111.01 1.43% E08-394.70 209.50 -110.33 23679.61 50.63 108.23 1.94% E08-494.55 210.35 -109.97 23539.52 50.46 109.44 0.49% E09-194.70 202.20 -103.41 23440.03 50.31 101.58 1.80% E09-294.65 202.34 -106.07 23473.63 50.36 101.62 4.38% E09-394.95 204.31 -100.99 23420.65 50.26 103.79 2.7