免充氣輪胎與子午線輪胎的有限元分析對比

黃京城，王 偉，2*

（1.青島科技大學 橡塑材料與工程教育部重點實驗室，山東 青島 266042；2.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室，遼寧 大連 116024）

輪胎是汽車的關鍵部件，支撐整車質量，傳遞驅動和制動力矩，提供緩沖性能，保證轉向穩定。汽車因輪胎漏氣爆胎通常會引發嚴重交通事故，特別是在高速公路上，爆胎的影響更大。新型免充氣輪胎結構特殊，不需要充氣，從根本上解決了充氣輪胎的爆胎隱患。目前，美國固鉑公司研發的仿生蜂巢結構免充氣輪胎已用于特種車輛[1]。另外，法國米其林公司已生產Tweel車輪和免充氣輪胎[2-3]；日本普利司通公司研制出螺旋網狀結構的免充氣安全輪胎[4]；韓國韓泰公司研發出綠色環保i-Flex免充氣輪胎[5]。免充氣安全輪胎已經成為一種新的發展趨勢。在免充氣輪胎方面，我國也取得了一些研究成果。沈陽三橡輪胎有限責任公司研發的和平牌安全輪胎已應用于紅旗轎車、運鈔車等特殊車輛[6]。李莉等[7]研究了一種輻條板式輪胎，并且進行了仿真驗證。岳紅旭等[8]對一種新型安全輪胎進行了非線性有限元分析。

本研究采用Abaqus軟件建立免充氣輪胎的有限元模型，進行靜態接地和側傾工況的模擬分析，并與同規格的11.00R20載重子午線輪胎做性能對比，以期為開發和應用免充氣輪胎提供參考。

1 新型免充氣輪胎的結構特點

新型免充氣輪胎采用高分子材料結構支撐體替代傳統輪胎的充氣胎體結構，輪胎與路面接觸時胎面上的受力由結構支撐體分擔，輪胎滾動時支撐體可將壓力進行傳遞，達到與傳統充氣輪胎相同的減震緩沖效果。……