一种轮胎接地压力分布分析提高耐磨性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轮胎设计分析技术领域，涉及一种轮胎接地压力分布分析提高耐磨性 的方法。
【背景技术】
[0002] 轮胎工业是橡胶工业的主导产业，也是汽车工业发展的重要配套产业。随着我国 高速公路建设和汽车运输的快速发展，轮胎产业迅猛发展，目前我国轮胎产量已经跃居世 界首位。对比米其林、普利斯通等国际轮胎巨头，国内轮胎制造业在设计、工艺装备整体上 还存在一定差距，但随着国内研发实力的迅速增强，这种差距在日益缩减。轮胎的耐磨性是 国内外轮胎企业致力解决体现其技术先进性的标志，是国内外轮胎行业面临的共同课题， 也是国内产品与国际名牌的主要差距之一。
[0003] 轮胎是汽车唯一接地部件，轮胎、路面与汽车底盘的匹配形成汽车各种性能，轮胎 性能对汽车研究分析至关重要。而轮胎的接地特性直接影响到其耐磨性、滚动阻力、操纵稳 定性、噪声等，是研究轮胎各项性能的基础。本文重点阐述轮胎接地压力分布评价分析法及 其与耐磨性的相关性，通过轮胎力学仿真分析、实验测试对比以及在实际产品改进应用情 况论证其正确性及重要价值。
[0004] 磨耗的研究非常复杂，其外在影响因素也是多方面的，使用条件（路况、负荷、速 度、气压、车型、轮位及汽车驾驶人员等）的差异会直接影响磨耗性能，但随着国家限载管 理的不断加强和汽车运输市场的日益规范，磨耗的重要性日趋凸现，特别是无内胎为主的 中长途市场，耐磨性已成为用户考核产品性能最重要的技术指标。
[0005] 国际轮胎企业已广泛开展轮胎压力分布的测试研究工作，从压膜法、玻璃全息照 相技术、力学传感器技术到现代的导体/电阻敏感材料（压力毯）技术，应该说测试技术已 经较为成熟。国内轮胎制造业近几年才意识到压力分布测试的重要性，大的几家轮胎企业 先后引进压力分布测试设备。轮胎压力分布测试设备能够给出大量的数据信息，而对压力 分布这些数据信息如何评价判断、如何用于指导产品结构改进属于各公司的技术机密，文 献资料很少涉及具体方法，即使有文献报道，往往也是单一的、零散和不系统的。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种轮胎接地压力分布分析提高耐磨性的方法，解决了现有 技术中存在的问题。
[0007] 本发明所采用的技术方案是，一种轮胎接地压力分布分析提高耐磨性的方法，包 括以下步骤：
[0008] 步骤 1，
[0009] 压力毯及压膜纸对轮胎进行了印痕及压力分布测试，采集压力毯测试数据；
[0010] 步骤2，
[0011] 采用压力分布磨耗数据处理方法评价印痕面积、平均压力、矩形系数、压力分布不 均匀度、面积占有率、负荷占有率等实验参数；
[0012] 其中，印痕面积S=所有接地点面积总和，单位mm2;
[0013]
，单位Kpa;
[0014] 矩形系数
[0015] 负荷占有率Fri，i= 1，2,3. ? .n，压力在0~2000KPa范围内，梯度为100~ 200KPa，各压力区域点集合的负荷占轮胎负荷的百分比；
[0016] 面积占有率Sri，i= 1，2,3. ? .n，压力在0~2000KPa范围内，梯度为100~ 200KPa，各压力区域点集合的面积占轮胎接地总面积的百分比；
[0017] 压力分布不均匀度.
[0018]P、E最小化；R。趋于1为最佳；Sri、Fri在接近p值区域达到最大化。也就是说，平 均压力及压力分布不均匀度值越小越好；矩形系数接近于1，接地形状接近矩形更好；接近 平均压力的压力点越多越好，既压力分布越均匀越好。
[0019] 步骤 3，
[0020] 通过分析软件、图像处理软件、回归分析软件对实验数据进行处理。
[0021] 本发明的有益效果是，压力分布磨耗相关性判断准则的建立，压力分布评价参数 计算方法及评价准则的建立。引入面积占有率、负荷承担率全新的概念和分析方法；提出全 新的不均匀度计算方法；提出了新的矩形系数计算方法面积计算方法更加准确、更加适用。 本发明结合计算机仿真（FEM)技术，应用发明的压力分布判断准则，实现了产品的优化和 优选，大幅降低设计周期设计成本，使该项技术得以验证和应用，具有巨大的应用价值和经 济效益。
【附图说明】
[0022] 图1是llOOKPa气压、负荷3550kg压力分布图。
[0023] 其中左图为现有设计，中间为本发明设计，右边为某国际名牌设计。
[0024] 图2是llOOKPa气压，负荷4260kg压力分布图。
[0025] 其中左图为现有设计，中间为本发明设计，右边为某国际名牌设计。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0027] -种轮胎接地压力分布分析提高耐磨性的方法，包括以下步骤：
[0028] 步骤 1，
[0029] 压力毯及压膜纸对轮胎进行了印痕及压力分布测试，采集压力毯测试数据。
[0030] 压力毯测试数据的归纳整理，为下步数据处理做准备。目前购置的压力毯能够实 时给出轮胎加载过程中的接地面压力的点阵数据（视压力毯的精度而定，通常给出1万 点-10万点数据），对这些点数据进行程序输入处理。
[0031]步骤 2，
[0032] 采用压力分布磨耗数据处理方法评价印痕面积、平均压力、矩形系数、压力分布不 均匀度、面积占有率、负荷占有率等实验参数。
[0033] 其中，印痕面积S=所有接地点面积总和，单位mm2;
[0034] 平均压力
> 单位Kpa;
[0035] 矩形系数
[0036] 负荷占有率Fri，i= 1，2,3. ? .n，压力在0~2000KPa范围内，梯度为100~ 200KPa，各压力区域点集合的负荷占轮胎负荷的百分比；
[0037] 面积占有率Sri，i= 1，2,3. ? .n，压力在0~2000KPa范围内，梯度为100~ 200KPa，各压力区域点集合的面积占轮胎接地总面积的百分比；
[0038] 压力分布不均匀度
[0039] P、E最小化；R。趋于1为最佳；S 在接近p值区域达到最大化。也就是说，平 均压力及压力分布不均匀度值越小越好；矩形系数接近于1，接地形状接近矩形更好；接近 平均压力的压力点越多越好，既压力分布越均匀越好。
[0040] 步骤 3，
[0041] 通过分析软件、图像处理软件、回归分析软件对实验数据进行处理。
[0042] 本发明关键创新性体现在：
[0043] 1.压力分布磨耗相关性判断准则的建立，压力分布评价参数计算方法及评价准则 的建立。
[0044] 2.引入面积占有率、负荷承担率全新的概念和分析方法；提出全新的不均匀度计 算方法；提出了新的矩形系数计算方法（通常是计算几何形状，本发明提出面积计算方法 更加准确、更加适用）。
[0045] 3.本发明结合计算机仿真（FEM)技术，应用发明的压力分布判断准则，实现了产 品的优化和优选，大幅降低设计周期设计成本，使该项技术得以验证和应用，具有巨大的应 用价值和经济效益。FEM技术本身能够计算轮胎的压力分布，目前有多种国际通用软件，如 ANSYS，MARC等很多，完全可以付诸应用。
[0046] 实施例
[0047] 1试验测试对比：
[0048] 选择国内外一线品牌多个厂家