仿驯鹿足底形貌胎面单元对轮胎防滑性能影响分析

论文摘要

轮胎胎面单元形貌结构对冬季轮胎防滑性能提升至关重要。为提高轮胎防滑性能,基于驯鹿足部特征,运用工程仿生技术,设计了有棱纹和无棱纹仿生防滑胎面单元。采用冰面附着试验和有限元数值模拟,与同尺寸常规人字形胎面单元比较,对仿生防滑胎面单元的防滑性能进行了分析。在试验低压状态下(压强≤0.02MPa)通过冰面与3种胎面单元的附着试验,结果表明在相同的速度、温度和压力条件下无棱纹仿生胎面单元摩擦系数最高,是人字形胎面单元的1.04～1.26倍。通过有限元数值分析,在低压0.02 MPa作用下,有棱纹仿生胎面单元、无棱纹仿生胎面单元和人字形胎面单元下的冰表面温度相对于初始温度分别升高了0.21、0.66和0.54℃,无棱纹仿生胎面单元温度升高最大,表明在低压条件下,无棱纹仿生胎面单元防滑性能最好。在高压状态(压强=2 MPa),有限元分析发现有棱纹仿生胎面单元、无棱纹仿生胎面单元和人字形胎面单元下的冰表面温度相对于初始温度分别升高了7.76、4.07和3.39℃,有棱纹仿生胎面单元升高温度最大,表明在高压状态下,有棱纹仿生胎面单元防滑性能最好。无棱纹仿生胎面单元和有棱纹仿生胎面单元分别在低压和高压状态下具有优良的防滑特性。该研究可为轮胎胎面单元的冰面防滑设计提供参考。

论文目录

• 0 引言
• 1 生物模本分析与仿生防滑胎面结构设计
• 2 不同结构胎面单元与冰面摩擦试验
•   2.1 试验设备
•   2.2 试验条件
•   2.3 试验结果分析
•     2.3.1 温度对附着性能的影响
•     2.3.2 压力对附着性能的影响
• 3 仿生胎面单元性能数值模拟分析
•   3.1 胎面单元与冰面相互作用计算模型
•     3.1.1 胎面单元与冰面相互作用系统建模
•     3.1.2 材料属性创建
•     3.1.3 分析步设定
•     3.1.4 接触属性设定
•     3.1.5 载荷设定
•     3.1.6 网格划分与计算
•   3.2 仿生胎面单元性能分析
•     3.2.1 低压状态
•     3.2.2 高压状态
• 4 结论与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张锐,李国玉,乔钰,江磊,李建桥

关键词: 仿生,设计,计算机仿真,驯鹿足底形貌,车辆轮胎,仿生胎面单元,冰面,防滑性能

来源: 农业工程学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工

单位: 吉林大学工程仿生教育部重点实验室,中国北方车辆研究所

基金: 国家自然科学基金面上项目(51675221),国家自然科学基金重点支持项目(91748211),吉林省科技发展计划项目(20180101077JC)

分类号: TQ336.1

页码: 47-54

总页数: 8

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