一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110110373A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910279466.2(22)申请日2019.04.09(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人周海超钱浩姜震王国林(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法(57)摘要本发明提供了一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，包括如下步骤：轮胎滑水仿真分析；在流体域中提取与路面平行的截面速度矢量图；获取截面横向沟槽内部的流体粒子与截面中心的距离和截面横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角，构建距离与夹角间的散点图并建立关系表达式，根据关系表达式进行轮胎胎面花纹的改形设计。本发明能够提升流体在沟槽内部流动的平稳性，使得流体能以较快的速度从沟槽中排出，提高了沟槽的排水能力，进而提升了轮胎的滑水性能。CN110110373ACN110110373A权利要求书1/2页1.一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：轮胎滑水仿真分析；在流体域中提取与路面平行的截面速度矢量图；获取截面横向沟槽内部的流体粒子与截面中心的距离和截面横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角，构建距离与夹角间的散点图并建立关系表达式，根据关系表达式进行轮胎胎面花纹的改形设计。2.根据权利要求1所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，在流体域中提取与路面平行的截面速度矢量图，具体为：轮胎滑水仿真中监测轮胎与流体域交接面处的动水升力，将交接面处的动水升力作为轮胎胎面所受的动水升力，当轮胎胎面动水升力大于轮胎额定载荷，在流体域中提取与路面平行的截面速度矢量图。3.根据权利要求2所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，当轮胎胎面动水升力等于或大于轮胎额定载荷时，选取水的流动速度作为轮胎滑水速度，将此滑水速度与理论计算值进行对比，若相对误差在10％以内，说明建模准确；反之，说明建模存在误差。4.根据权利要求2所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，与路面平行的截面距地面的高度为轮胎花纹沟深度的20％-80％。5.根据权利要求1所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，获取截面横向沟槽内部的流体粒子与截面中心的距离和截面横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角的方法，具体为：将提取的截面速度矢量图中以图片的形式体现，测量并记录截面横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角；依照流体域截面与图片的大小比例关系记录横向沟槽内部流体粒子与截面中心的距离。6.根据权利要求1所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，构建距离与夹角间的散点图并建立关系表达式，根据关系表达式进行轮胎胎面花纹的改形设计，具体为：构建横向沟槽内部流体粒子与截面中心处距离、横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向夹角的关系表达式：θ＝ax2+bx+c式中，θ为横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角；x为横向沟槽内部流体粒子与截面中心处的距离；a、b、c为回归系数；轮胎胎面横向花纹在每个微元处的斜率为：式中，θ为横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向的夹角；Δx为横向沟槽内部流体粒子沿横向花纹出口方向的微小位移；Δy为横向沟槽内部流体粒子与Δx方向垂直的微小位移；2CN110110373A权利要求书2/2页对Δx进行积分，得到表达式：将构建横向沟槽内部流体粒子与截面中心处距离、横向沟槽内部流体粒子运动速度与轮胎行驶方向夹角的关系表达式带入，获得轮胎胎面花纹改进形式为：式中，x为横向沟槽内部流体粒子与截面中心处的距离；y为与x方向垂直的轮胎胎面横向花纹所在位置；a、b、c为回归系数。7.根据权利要求6所述的提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法，其特征在于，轮胎胎面花纹改形的设计类型包括横向花纹和纵向花纹与横向花纹并存的混合花纹。3CN110110373A说明书1/4页一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法技术领域[0001]本发明涉及轮胎设计领域，特别涉及一种提升轮胎抗滑水性能的胎面花纹改形设计方法。背景技术[0002]汽车在覆有积水的路面上行驶时，在一定车速下由于水膜的作用会使得轮胎与路面逐渐脱离接触，这时轮胎非常容易发生打滑，当水流作用给胎面的动水升力大于轮胎所受的载荷时，此时轮胎与路面完全脱离接触，就会发生滑水现象。当轮胎滑水现象发生时，汽车将完全丧失制动力和转向力，会直接影响驾驶人员的乘车安全。因此，提升轮胎的抗滑水性能对