载重车辆翻新轮胎接地压力特性仿真及试验研究

针对11R22.5载重车辆翻新子午线轮胎,对翻新轮胎的接地力学进行了描述,建立了翻新轮胎层合结构的复合材料有限元模型,利用ANSYS非线性大变形求解方法进行了翻新轮胎接地压力、接地面积及接地印痕等方面的有限元仿真,并进行了试验研究,得出翻新轮胎接地力学方面与同型号新轮胎相比存在一定的差异.     

基于ANSYS的工程车辆翻新轮胎振动模态有限元分析

工程翻新轮胎在使用过程中会有无数个振动,但一些频率较低的振动将会对其失效破坏产生较大影响,如果轮胎在100Hz以下共振,将会产生较大破坏。因此,分析工程翻新轮胎低阶振动频率及振型对实际应用的意义较大。构建工程车辆翻新轮胎的计算机几何模型、接触对模型、有限元分析模型,采用Lanczos法对工程翻新轮胎进行模态分析,数值模拟分析轮辋约束及地面接触约束两种工况下的前20阶固有频率和振型。得出以下结论:轮辋约束工况下,1、2、5、6、9、10、15、16、17阶振型为圆形,3、4、7、8、18、19、20阶振型为椭圆形,11、12阶振型为三角形,13、14阶振型为四边形,其中2~5阶、11~20阶振型的变化幅度较大;静态接地工况下,1、2、3、4、5、6、9、10、13、14、20阶振型为圆形,7、8阶振型为椭圆形,11、12阶振型为三角形,15、16阶振型为四边形,17、18、19阶振型为五边形,其中3~5阶的振型变化幅度较大。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析提供重要理论指导。     

载重车辆翻新轮胎生命周期评价与分析

为有效评定轮胎翻新对社会、环境及企业的影响程度,基于生命周期理论,确定载重车辆翻新轮胎生命周期组成,构建翻新轮胎生命周期能量消耗模型、碳排放模型及经济性模型;提出轮胎翻新、机械粉碎、低温粉碎、燃烧分解、燃烧发电等5种再利用方式的能量替代模型、碳削减模型及成本利润模型;提出翻新轮胎生命周期能量消耗、碳排放及经济性评价指标;定量分析翻新轮胎生命周期各个阶段的能量消耗、碳排放量及成本利润,获得翻新轮胎5种再利用方式的能源恢复率、碳削减率及利润成本比。结果表明:翻新轮胎生产阶段的能量消耗、碳排放量均最大,运输阶段的能量消耗、碳排放量均最小;5种再利用方式中轮胎翻新的能量回收效果、碳削减率及经济性均较为理想,是废旧轮胎再利用的有效途径。     

翻新轮胎承载变形特性

在考虑翻新轮胎主体结构及多元复合材料结合性能基础上, 应用复合材料层合结构和有限元大变形理论, 构建了11R22.5载重车辆翻新轮胎的力学模型、几何模型及有限元模型, 通过轮胎承载性能试验, 对翻新轮胎的承载变形特性进行了仿真分析和试验研究, 并与同品牌、同型号新轮胎进行了对比分析。根据翻新轮胎承载变形特性变化规律, 修正了翻新子午线轮胎变形理论计算公式。分析结果表明: 当充气压力一定时, 随着载荷的增大, 载重车辆翻新轮胎径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均增大, 变形规律近似线性, 而径向刚度变化不大; 当载荷一定时, 随着充气压力的增大, 其径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均减小, 而径向刚度逐渐增大。研究得出翻新轮胎胎体弹性模量较新轮胎胎体大, 且两者之差越大, 说明翻新轮胎的胎体老化程度越高, 其剩余使用寿命越低, 据此可有利于对翻新轮胎胎体老化程度进行预测。     

碳纤维与工程车辆翻新轮胎复合强化模型及增强机理

为了有效提高工程车辆翻新轮胎质量,以碳纤维作为增强体,工程翻新轮胎胎面作为基本体,通过设计复合材料的配方、黏合体系和混炼工艺,分析了经改性处理的碳纤维对胎面橡胶基体力学性能的影响。构建了碳纤维与胎面橡胶复合强化混合物理模型和分散物理模型。分析了碳纤维与胎面橡胶黏结状态及黏结机理。为获得高性能的碳纤维增强工程翻新轮胎奠定理论基础。     

26.5R25全钢工程子午线翻新轮胎结构及翻新工艺研究

介绍了26.5R25全钢工程子午线翻新轮胎的结构设计及施工设计。结构设计:充气外直径为1750 mm,外直径为1738 mm,充气后轮胎外直径膨胀率为1.007,充气断面宽为686 mm,断面宽为673 mm,行驶面宽度为565mm,断面宽膨胀率为1.019,断面高为551.5mm,行驶面高为27mm,胎圈着合直径为635mm,胎圈着合宽度为564mm,断面水平轴位置为1.20,预硫化胎面基部胶厚度为40mm,花纹沟深度为40mm,花纹饱和度为65%,缓冲胶厚度为2mm。施工设计:带束层1~4层均采用3+8×0.38HT钢丝帘线,5层采用1×5×0.38HI钢丝帘线,胎体层采用单层0.20+18×0.18HT的全钢丝帘布结构,钢丝圈采用六角形排列的?2.0mm钢丝。翻新方法采用预硫化翻新工艺,硫化罐内硫化,成品翻新轮胎充气尺寸达到设计要求,物理机械性能实测值均达到国家标准要求。     

工程翻新轮胎自由充气及自由旋转工况下的变形特性研究

构建了工程车辆翻新轮胎几何模型、有限元分析模型及变形特性试验系统,对翻新轮胎自由充气、自由旋转工况的变形特性进行了仿真及试验研究,并与国家标准进行对比分析,获得了自由充气、自由旋转工况翻新轮胎的径向变形、侧向变形等特性规律。结果表明:工程车辆翻新轮胎在自由充气工况下,径向变形和侧向变形均随着充气压力的增大而增大;自由旋转工况下,轮胎的径向变形与旋转速度成正比关系,侧向变形与旋转速度成反比关系;2种工况下翻新轮胎与同型号新轮胎的变形特性相似,但径向变形稍小于新轮胎。     

基于生命周期理论的工程翻新轮胎经济性模型及评价

在确定工程翻新轮胎生命周期系统基础上,构建了基于生命周期理论的工程翻新轮胎成本分析模型、利润分析模型、环境成本-环境利润分析模型,提出了经济评价指标;对生产阶段、运输阶段、使用阶段及再利用阶段(普通翻新、石墨烯增强翻新、机械粉碎、低温粉碎、燃烧分解、燃烧发电等)工程轮胎的成本-利润进行了分析与评价。结果表明:工程轮胎生产阶段的成本最高,运输阶段的成本最低;再利用工程轮胎的利润成本比以采用石墨烯增强体增强翻新方式的为最高,采用普通翻新方式的次之,采用燃烧发电方式的最低。     

广州拟建公交专用轮胎翻新厂

作为轮胎使用大户的广州第一巴士公司（下称“一巴”）日前与轮胎生产大户广州国际集团签订战略合作协议。     

考虑轮胎非线性特性的单轨车辆平稳性研究

针对跨座式单轨车辆运行稳定性问题,以重庆跨座式单轨交通车辆为研究对象,将PC轨道梁视为刚体,考虑橡胶轮胎的非线性特性,建立单轨车辆15自由度多体动力学模型,并运用拉格朗日原理推导出车辆运行时的动力学微分方程。采用美国六级路面谱模拟PC轨道梁路面激励,对跨座式单轨车辆在定曲率半径不同车速及变曲率半径不同车速工况下的运行平稳性进行了仿真分析,结果表明在小曲率半径曲线段行驶时,车辆运行平稳性随车速的增加而降低,随曲率半径的增加而提高。     

自由充气及旋转工况下翻新轮胎应力分析

为深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆等失效形式,确定26.5R25工程车辆翻新轮胎各层应力约束条件及剪切应力约束条件、计算机几何模型、有限元分析模型。对工程车辆翻新轮胎自由充气、自由旋转工况的各层综合应力及剪切应力分布状况进行数值模拟分析,获得工程车辆翻新轮胎在自由充气及自由旋转工况下各层的应力、剪切应力、弹性应变及应变能量密度分布及变化规律。结果表明:工程翻新轮胎胎体层(0.81 MPa)及胎面层的胎肩部位所受应力最大(2.23 MPa),带束层次之(0.42 MPa),胎体层及带束层为主要承力部件,缓冲层与带束层之间存在较大的剪切应力(0.001 MPa)。翻新前要加强胎体层及带束层的质量检测,翻新时要加强带束层与缓冲层的粘合强度。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析等提供重要理论指导。     

节能减排给力轮胎翻新循环利用

汽车工业的飞速发展带动了我国轮胎行业的发展,使我国轮胎产量逐年增加,废旧轮胎也随之迅猛增长。废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械性,并很难降解,几十年都不会自然消失掉。长期露天堆放,不仅占用大量土地,而且极易滋生蚊虫传播疾病,并且引发火灾,被人们称为“黑色污染”。长期以来废旧轮胎的回收和处理一直是世界性难题。     

车辆荷载作用下水泥混凝土加铺层的力学特性分析

采用有限元方法,对旧沥青路面上加铺水泥混凝土复合路面结构进行了荷载应力分析,得出了板底荷载应力随加铺层厚度、旧沥青路面厚度和模量等参数变化的规律。加铺路面厚度应由旧沥青路面使用状况评定结果决定,根据旧沥青路面的好坏适当增减加铺层的设计厚度。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

斜梁桥力学特性分析

基于有限元理论,借助大型有限元通用计算程序,对某简支斜箱梁桥的静动力特性进行了分析研究,并将其与等宽同跨径的正桥的力学特性进行了对比,得出斜箱梁桥特有的应力分布规律、动力特性以及空间作用效应规律,研究的结论,可为该类桥型的设计提供重要参考依据。     

车辆工程专业人才创新能力培养分析

研究面向车辆工程专业人才创新能力培养中的难点问题及其对策,探索符合应用型本科学生特点及具备车辆工程专业特色的高校学生创新能力培养教学体系,阐述提高创新能力的有效途径。     

车辆-货物-约束系统侧翻失效力学特性的研究

建立了车辆-货物-约束系统的力学模型,采用侧向加速度作为车辆-货物-约束系统的侧翻指标,分析计算得到载货车辆的侧翻临界值.在该翻临界值的基础上,建立货物-约束器模型,分析货物不发生倾翻和滑移时所需约束器的数量.     

车辆荷载作用下沥青路面力学响应影响分析

为研究车辆荷载作用下沥青路面结构的力学响应,依托实体工程,埋设应力应变传感器,分析轴重、车速等因素对沥青路面动力响应的影响。 研究发现,随着轴重的增加,底基层层底和下基层层底的纵向拉应变均显著增加。建立车辆行驶速度分别为18km/h、36km/h和58km/h时的下面层层底三向应变时程曲线,拟合得到沥青层层底竖向压应变、纵向拉应变与速度的幂函数。结果表明:无机结合料稳定层层底纵向拉应变与行驶速度呈现线性变化关系。