免充气轮胎与子午线轮胎的有限元分析对比

黄京城，王 伟，2*

（1.青岛科技大学 橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东 青岛 266042；2.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

轮胎是汽车的关键部件，支撑整车质量，传递驱动和制动力矩，提供缓冲性能，保证转向稳定。汽车因轮胎漏气爆胎通常会引发严重交通事故，特别是在高速公路上，爆胎的影响更大。新型免充气轮胎结构特殊，不需要充气，从根本上解决了充气轮胎的爆胎隐患。目前，美国固铂公司研发的仿生蜂巢结构免充气轮胎已用于特种车辆[1]。另外，法国米其林公司已生产Tweel车轮和免充气轮胎[2-3]；日本普利司通公司研制出螺旋网状结构的免充气安全轮胎[4]；韩国韩泰公司研发出绿色环保i-Flex免充气轮胎[5]。免充气安全轮胎已经成为一种新的发展趋势。在免充气轮胎方面，我国也取得了一些研究成果。沈阳三橡轮胎有限责任公司研发的和平牌安全轮胎已应用于红旗轿车、运钞车等特殊车辆[6]。李莉等[7]研究了一种辐条板式轮胎，并且进行了仿真验证。岳红旭等[8]对一种新型安全轮胎进行了非线性有限元分析。

本研究采用Abaqus软件建立免充气轮胎的有限元模型，进行静态接地和侧倾工况的模拟分析，并与同规格的11.00R20载重子午线轮胎做性能对比，以期为开发和应用免充气轮胎提供参考。

1 新型免充气轮胎的结构特点

新型免充气轮胎采用高分子材料结构支撑体替代传统轮胎的充气胎体结构，轮胎与路面接触时胎面上的受力由结构支撑体分担，轮胎滚动时支撑体可将压力进行传递，达到与传统充气轮胎相同的减震缓冲效果。……