子午線輪胎駐波臨界速度仿真及試驗研究

王 強，張 娜，石玉環，齊曉杰，王東浩

（1.黑龍江工程學院 汽車與交通工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050；2.黑龍江東方學院 土木建筑工程學部，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江省交通廳，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 子午線輪胎駐波發生機理分析

汽車在一般速度行駛時，輪胎與地面接觸部分會得到壓縮，當輪胎旋轉到離開地面的上側時又會恢復原有形狀，胎面從變形到最后恢復原狀存在一定的滯后時間，其時間長短與車速、負荷、輪胎溫度高低等因素有直接關系。輪胎所受負荷越大，車速越高，輪胎胎面產生的離心力就越大，離心力增大會使胎面反向產生變形，輪胎周而復始地運動、壓縮和伸張在不斷地交替進行，胎面就會產生波動。當車速很高時，并且胎面的波速與輪胎轉速一致時就會發生“駐波”。主要表現為輪胎接地面后部的圓周上出現明顯的波浪狀變形，并伴隨有滾動行駛阻力的急劇增加，輪胎內部溫度迅速升高，以致胎冠橡膠層與胎體的簾線層的結構合力被減弱，致使橡膠脫層直至輪胎爆破損壞。眾多學者把輪胎“駐波”發生時的車速稱為“駐波臨界速度”。

許多學者對輪胎駐波現象進行了大量研究，其中莊繼德采用彈性基環形梁模型公式對輪胎駐波進行研究分析，具有很大的典型性。此模型是將子午線輪胎模擬為由縱向和徑向彈簧支撐的環形梁模型（見圖1），在分析過程中考慮了輪胎的徑向阻尼參數，但不考慮輪胎縱向剛度和胎冠抗彎剛度，并對參數做了進一步的修改和完善，公式為