非充气机械弹性安全车轮理论与方法

目录
序言
前言
第1章 绪论 1
1.1 轮胎的功能及使用性能要求 1
1.1.1 轮胎的功能 1
1.1.2 使用性能要求 2
1.2 安全轮胎简介 6
1.2.1 安全轮胎的泄气保用技术 7
1.2.2 安全轮胎的非充气结构技术 11
1.2.3 安全轮胎的发展趋势 14
参考文献 17
第2章 机械弹性安全车轮的承载特性及滚动机理 22
2.1 机械弹性安全车轮的结构性能及设计流程 22
2.1.1 结构组成 22
2.1.2 性能特点 23
2.1.3 设计流程 24
2.2 机械弹性安全车轮的承载方式及工作原理 24
2.2.1 承载方式 24
2.2.2 工作原理 26
2.3 机械弹性安全车轮的滚动机理 27
2.3.1 驱动力学模型 27
2.3.2 制动力学模型 29
2.3.3 滚动阻力模型 31
参考文献 32
第3章 机械弹性安全车轮的接地特性 34
3.1 轮胎接地特性 34
3.1.1 接地印迹 34
3.1.2 接地压力分布测量 35
3.1.3 接地压力分布评价 38
3.2 接地特性仿真 39
3.2.1 仿真模型 39
3.2.2 充气轮胎接地压力仿真 41
3.2.3 机械弹性安全车轮接地压力仿真 44
3.3 接地压力试验与验证 46
3.3.1 试验设备与试验步骤 46
3.3.2 充气轮胎接地压力试验与验证 48
3.3.3 机械弹性安全车轮接地压力试验与验证 49
3.3.4 接地压力试验评价 51
参考文献 54
第4章 机械弹性安全车轮滚动阻力特性 57
4.1 滚动阻力理论 57
4.1.1 弹性迟滞损失原理 57
4.1.2 弹性迟滞力理论模型 58
4.2 滚动阻力影响因素 60
4.2.1 内部因素 60
4.2.2 外部因素 60
4.3 滚动阻力测量方法 60
4.3.1 室内试验方法 61
4.3.2 道路试验方法 61
4.3.3 经验方法 62
4.4 机械弹性安全车轮滚动阻力模型 63
4.4.1 基本原理 63
4.4.2 复合恢复力 64
4.4.3 复合恢复力参数辨识 66
4.4.4 滚动阻力模型构建 67
4.5 滚动阻力试验 68
4.5.1 试验原理 68
4.5.2 装车试验 69
参考文献 70
第5章 机械弹性安全车轮侧向特性 73
5.1 机械弹性安全车轮的侧向静力学特性 73
5.1.1 静态侧向特性试验 73
5.1.2 车轮侧向刚度特性 74
5.2 机械弹性安全车轮侧偏特性产生机理 76
5.3 机械弹性安全车轮的侧偏特性试验及分析 78
5.3.1 试验台架 78
5.3.2 试验步骤及内容 79
5.3.3 稳态侧偏特性分析 81
5.4 机械弹性安全车轮与充气轮胎车轮侧偏特性对比分析 82
5.5 机械弹性安全车轮的侧倾特性 84
5.5.1 简化刷子模型 84
5.5.2 忽略轮体宽度的侧倾刷子模型 85
5.5.3 包含轮体宽度的侧倾刷子模型 86
5.5.4 侧倾角对侧向力和回正力矩的影响 88
5.6 机械弹性安全车轮侧倾角对侧偏特性的影响 89
5.6.1 侧倾侧偏特性试验 89
5.6.2 侧向力特性分析 90
5.6.3 回正力矩特性分析 91
5.6.4 载荷对侧倾侧偏特性的影响 92
参考文献 93
第6章 机械弹性安全车轮垂向振动特性 96
6.1 REF模型和有限元仿真 96
6.1.1 REF模型 96
6.1.2 运动方程 97
6.1.3 REF模型参数确定 102
6.1.4 基于REF的有限元模型 103
6.1.5 仿真分析 103
6.2 试验模态分析 104
6.2.1 模态试验理论模型 104
6.2.2 模态测试系统 105
6.2.3 试验模态分析 107
6.3 振动传递特性分析 108
6.3.1 路径传递率分析 109
6.3.2 路径介入损失分析 111
6.4 机械弹性安全车轮与充气轮胎车轮模态参数对比分析 115
6.4.1 充气轮胎模态试验与分析 115
6.4.2 机械弹性安全车轮与充气轮胎车轮模态参数的对比 117
6.5 机械弹性安全车轮垂向振动特性的影响因素 117
6.5.1 轮结构的影响 117
6.5.2 铰链组结构的影响 120
6.5.3 不同工况的影响 123
6.5.4 不均匀性的影响 125
参考文献 126
第7章 机械弹性安全车轮包容特性及其影响因素 129
7.1 弹性滚子接触模型及仿真 129
7.1.1 弹性滚子接触模型 129
7.1.2 有效路形仿真 131
7.2 有限元建模 132
7.3 低速稳态包容特性 133
7.3.1 障碍物截面尺寸对径向刚度的影响 134
7.3.2 垂向力特性 137
7.3.3 纵向力特性 138
7.4 包容特性的影响因素 140
7.4.1 载荷的影响 140
7.4.2 径向刚度的影响 141
7.5 越障性能的实车试验 142
参考文献 143
第8章 机械弹性安全车轮松软路面牵引通过性 146
8.1 机械弹性安全车轮通过性评价指标 146
8.2 机械弹性安全车轮轮-地作用模型 147
8.2.1 法向载荷与静态沉陷 147
8.2.2 滑转与动态沉陷 148
8.2.3 土壤推力与挂钩牵引力 150
8.3 机械弹性安全车轮与轮胎挂钩牵引力对比 151
8.4 机械弹性安全车轮结构与使用参数对牵引通过性的影响 153
8.4.1 刚度的影响 153
8.4.2 半径的影响 155
8.4.3 宽度的影响 156
8.4.4 载荷的影响 158
8.5 整车道路试验 159
参考文献 161
第9章 机械弹性安全车轮 轮活络模具设计方法 164
9.1 机械弹性安全车轮 轮活络模具结构设计方案 164
9.1.1 活络模具结构方案 164
9.1.2 活络模具材料 166
9.1.3 活络模具精度 167
9.2 机械弹性安全车轮 轮活络模具的设计及计算 167
9.2.1 模具分型面的选择 167
9.2.2 活络模具型腔壁厚设计方法 168
9.2.3 模具脱模力的确定 171
9.2.4 模具强度校核 172
9.2.5 弓形块结构的优化设计 174
9.2.6 模具各部分螺纹强度校核 176
9.2.7 模具结构尺寸参数 179
9.3 机械弹性安全车轮 轮活络模具三维实体建模与封装 179
9.3.1 SolidWorks 的参数化设计思想 179
9.3.2 活络模具三维实体建模 181
9.3.3 活络模具封装过程 184
参考文献 186
第10章 机械弹性安全车轮结构的参数化设计方法 189
10.1 总体结构设计 189
10.1.1 系统简介 189
10.1.2 系统结构 190
10.2 主要结构参数及约束关系分析 191
10.2.1 主要结构参数分类 191
10.2.2 约束关系的建立 192
10.3 零件参数化的设计实现 194
10.3.1 零件参数化模型库的搭建 194
10.3.2 车轮结构的参数校核 196
10.3.3 参数驱动三维建模 198
10.3.4 零件工程图的创建 199
10.3.5 零件的自动装配 201
10.4 ME-Wheel Design 系统设计实例 202
10.4.1 总体设计 202
10.4.2 轮设计 204
10.4.3 铰链组设计 213
10.4.4 轮毂设计 216
10.4.5 生成装配件 218
参考文献 219
附录 作者已发表的机械弹性车轮相关论文 222