实心橡胶轮胎非线性粘弹性生热行为和滚动阻力的热力耦合分析

【作者】 李凡珠； 刘枫； 杨海波； 张立群；

【机构】 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室；

【摘要】 基于非线性粘弹性理论和热力耦合的有限元分析方法研究天然橡胶纳米复合材料制备的实心轮胎的瞬态温升行为和滚动阻力特性。热力耦合分析包含变形分析、热源分析和热传递分析3个相互关联的步骤。变形分析中,橡胶的超弹性本构方程基于单轴拉伸、平面拉伸和等双轴拉伸实验数据,采用高阶傅里叶正弦级数精确地分析轮胎滚动一周的应变响应历史数据;热源分析中,基于实验测试数据和自编算法实现热源与加载应变、频率、温度以及加载周次间的函数关系;热传递分析中,同样基于实验测试建立了橡胶热学参数与温度的关系。并采用橡胶实心轮胎滚动阻力测试仪进行算法有效性验证,最后基于参数化数值实验研究不同加载位移和转速条件下热导率和滞后因子对轮胎温升和滚动阻力的定量影响。该研究为高性能轮胎的设计提供理论指导和相关分析方法。更多还原