第六部分 带束层设计子午线轮胎设计.pptx

子午线轮胎设计;带束层的设计与计算是子午胎结构设计中的核心问题 带束层是子午线轮胎主要受力部件，它在很大程度上决定着充气轮胎形状及轮胎各部位由内压引起的初始应力。 文献报道，载重子午线轮胎带束层约承受此种应力约60%～75%，而斜交轮胎则胎体承受80%～90%。 带束层帘线中由内压引起的应力，在带束层全宽范围内是不均匀的。由于带束层边端未固定，此部位帘线中的初始应力等于零，而中心部位则达最大值。;带束层的刚性对轮胎使用性能影响很大，为此，带束层应有足够的刚性，以防胎体胎冠部位的伸张，从而保证轮胎行驶平稳，与路面的接触良好。 本章仅能对常见的带束层刚性、箍紧系数、带束层结构以及带束层帘线应力计算等作一般介绍。 ;带束层设计与计算;带束层的刚性主要取决于带束层的结构（如帘线类型、帘线的角度与密度、排列方式、与带束层层数等）及对胎体的箍紧程度等。 这里着重列述对带束层刚度的计算、箍紧系数以及带束层刚度对轮胎使用性能的影响。 ;第一节 带束层刚性;一、带束层的刚度计算 1.带束层拉伸刚度和弯曲刚度的计算 拉伸刚度Fbr计算公式： 弯曲刚度[EI]计算公式： ;a=Enisin4β c=Enicos4β ;E-主带束层（工作层）帘线弹性模量，10N/根(kgf/根)； i-主带束层（工作层）帘线密度，根/cm; β-主带束层（工作层）帘线角度（径向夹角），(°)； G-胎面胶剪切模量，10-1 MPa (kgf/cm2)； b-主带束层（工作层）宽度，cm； h-橡胶层的折合厚度，cm； n-主带束层（工作层）层数。;2.带束层刚度对轮胎性能的影响 带束层的拉伸刚度对轮胎充气形状几何特性如外直径、断面宽、行驶面曲率以及接地面积等均有一定的影响。根据前苏联资料报道，以260-508P（相当于9.00R20）钢丝带束层纤维胎体子午线轮胎为例，研究结果表明，带束层拉伸刚度高于250×10-2 N时，对轮胎充气轮廓、刚性及接地面积几乎没有影响；而当低于250×10-2 N时，轮胎断面增高、变窄、胎面曲率增大，同时接地面积和刚性也随之变化，见图6-1所示。;图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系 ;图6-1带束层拉伸刚度与轮胎几何特性关系 ;图6-1带束层拉伸??度与轮胎几何特性关系 ;当带束层拉伸刚度增加100×10-2N(100×10-3kg)时，滚动阻力和温度开始下降，然后在一段相当大的刚度值内保持恒定不变，直至刚度达400×10-2N(400×10-3kg)时，滚动阻力出现增大迹象，而温度成直线急剧上升，见图6-2所示;图6-2带束层拉伸刚度与轮胎性能的关系;图6-3胎面花纹相对磨耗强度与带束层弯曲刚度的关系 带束层的弯曲刚度对轮胎在接地面的摩擦性能及磨耗强度影响很大。据称，弯曲刚度低于40N·m2时，轮胎的磨耗强度明显下降。胎面花纹相对磨耗强度与带束层弯曲刚度之间的关系，见图6-3所示。研究结果表明，带束层拉伸刚度低于(200～250)×10-2N和弯曲刚度低于40N·m2时轮胎使用性能随之恶化。;二、子午线轮胎的箍紧系数 1.箍紧系数 箍紧系数K一般用来表征子午线轮胎的断面形状和带束层受力的状况。由于带束层的作用使断面高减小，箍紧系数也是表示带束层对胎体箍紧的程度，其表达式为： 式中 H0 -无带束层充气轮胎断面高度； H-有带束层充气轮胎断面高度。;子午线轮胎断面轮廓形状的变化范围是很宽广的，对子午胎等帘线长度的断面轮廓，随带束层直径的变化直接影响断面轮廓形状。若是无带束层的子午线轮胎，其充气平衡轮廓直径最大，断面宽度最小，如图6-4 (a)所示。随着带束层直径的减小，使子午胎变成断面高较低的轮廓形状，见图6-4 (b)、(c)、(d)所示。因此箍紧系数K值的大小是表示了带束层对子午胎断面形状和与胎体之间受力分配的相互关系，图6-5表示了不同箍紧系数对胎体和带束层之间的应力分配，从图中看出，随箍紧系数的增大，带束层应力增大，而胎体应力逐步减小。 ;图6-4 带束层直径对子午胎断面现状的影响 ;图6-5 不同箍紧系数的胎体、带束层应力分配;2.箍紧系数对轮胎断面几何参数的影响 不同箍紧系数的同规格子午胎断面形状，以及轮胎断面基本几何参数与箍紧系数的关系如图6-6所示。 图中曲线表明，随着箍紧系数的增大，则轮胎的断面宽度B和支撑带束层的胎体宽度bK逐渐增大，而胎冠点的内轮廓曲率(I/P)和轮胎断面高与断面宽比值(H/B)逐渐减小。上述参数和箍紧系数之间并非线性函数关系。;图6-6 子午线轮胎断面几何参数与箍紧系数K的关系;图6-6 子午线轮胎断面几何参数与箍紧系数K的关系 1-H/B; 2-B; 3-bK; 4-1/ρ ;为了计算支撑带束层的胎体宽度bK可采用下列半经验公式： 式中ρ