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工程车辆翻新轮胎温升特性研究

王强 齐晓杰 王云龙 杨兆 王国田

王强, 齐晓杰, 王云龙, 杨兆, 王国田. 工程车辆翻新轮胎温升特性研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(6): 953-958. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180256
引用本文: 王强, 齐晓杰, 王云龙, 杨兆, 王国田. 工程车辆翻新轮胎温升特性研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(6): 953-958. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180256
Qiang Wang, Xiaojie Qi, Yunlong Wang, Zhao Yang, Guotian Wang. Study on Temperature Rise Characteristic of Engineering Vehicle Retreaded Tires[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(6): 953-958. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180256
Citation: Qiang Wang, Xiaojie Qi, Yunlong Wang, Zhao Yang, Guotian Wang. Study on Temperature Rise Characteristic of Engineering Vehicle Retreaded Tires[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(6): 953-958. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180256

工程车辆翻新轮胎温升特性研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180256
基金项目: 

2015年度黑龙江省自然科学基金项目 E2015025

详细信息
    作者简介:

    王强(1981-), 副教授, 博士后, 研究方向为轮胎翻新技术, 630702666@qq.com

  • 中图分类号: U463.9

Study on Temperature Rise Characteristic of Engineering Vehicle Retreaded Tires

  • 摘要: 为了进一步明确工程车辆翻新轮胎的温升特性,利用Creo及ANSYS Workbench软件构建了计算机几何模型及有限元分析模型,确定了稳态温度场有限元分析的边界条件,构建了工程车辆翻新轮胎滚动工况稳态温度场测试系统,获得了胎面层、缓冲层、带束层、胎体层、胎侧层、趾口胶层沿轮胎宽度方向及径向方向的温度场分布特性和热通量分布特性。仿真及试验结果均表明:胎体层胎肩两侧温度最高,带束层、缓冲层及胎面层宽度方向两侧温度最低;翻新轮胎内部温度随着车速的增加而逐渐升高,其中缓冲层和胎面层的温度增大幅度较大,胎体层次之,带束层的温度增大幅度最小;胎体层在靠近胎肩部位热通量最大,带束层和胎面层宽度方向两侧部位热通量最大,缓冲层宽度方向两侧部位热通量最大,胎侧层与胎体层交界处热通量最大,趾口胶层与胎体层交界处热通量最大,钢丝圈中间部位热通量最大。
  • 图  1  翻新轮胎温升特性几何模型及材料分布

    图  2  ANSYS Workbench导入模型

    图  3  有限元模型

    图  4  温度加载模型

    图  5  测试系统组成

    图  6  稳态温度场分布及各层温度场分布

    图  7  各层温度场分布

    图  8  各层沿宽度方向及径向方向的温度分布

    图  9  不同车速下温度沿轮胎径向方向的变化

    图  10  翻新轮胎稳态温度实测值与仿真值对比

    图  11  各层热通量云图

    表  1  各层导热系数

    W/(m·℃)
    胎体层 带束层 缓冲胶层 胎面层 胎侧层 趾口胶层 钢丝圈
    18.64 34.38 0.24 0.20 0.36 0.28 52.12
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    表  2  不同车速下各层之间表面传热系数

    车速/(km·h-1) 10 20 30 40 50 60
    hw/(W·(m2·℃)-1) 15.22 27.25 38.30 48.77 58.82 68.56
    hn/(W·(m2·℃)-1) 10.65 19.08 26.81 34.14 41.17 47.99
    hc/(W·(m2·℃)-1) 10.65 19.08 26.81 34.14 41.17 47.99
    hq/(W·(m2·℃)-1) 6.09 10.90 15.32 19.51 23.53 27.42
    注:hw为胎面外侧传热系数; hn为胎体内腔传热系数; hc为胎侧传热系数; hq为钢丝圈传热系数。
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    表  3  不同车速下测取的胎压和计算的内腔温度

    车速/(km·h-1) 胎压/kPa 内腔温度/℃
    10 465 30
    20 498 51
    30 534 75
    40 565 95
    50 572 99
    60 584 107
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    表  4  不同车速下的稳定胎压

    车速/(km·h-1) 运行时间/h 初始胎压/kPa 稳定胎压/kPa
    10 2 600 615
    20 2 600 648
    30 2 600 684
    40 2 600 715
    50 2 600 748
    60 2 600 783
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    表  5  不同车速下各层稳态温度值

    车速/
    (km·h-1)
    测量点a
    温度/℃
    测量点b
    温度/℃
    测量点c
    温度/℃
    测量点d
    温度/℃
    10 89.2 81.3 69.3 56.9
    20 90.5 81.1 70.7 58.5
    30 91.3 82.9 72.1 60.5
    40 92.3 83.9 72.9 60.1
    50 92.5 85.4 73.9 63.8
    60 92.6 86.6 76.0 64.7
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  • 收稿日期:  2018-04-25
  • 刊出日期:  2019-06-05

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