仿生凹坑形減阻結(jié)構(gòu)及其對(duì)輪胎抗滑水性能影響研究.pdf

1、輪胎作為汽車與地面接觸的唯一部件，提供了汽車行駛所必須的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力以及振動(dòng)吸收等，其性能對(duì)汽車具有重要影響。汽車在積水路面行駛時(shí)，一旦輪胎與地面之間的積水無(wú)法及時(shí)排除，輪胎與路面間產(chǎn)生的動(dòng)水壓力將使二者逐漸脫離接觸，出現(xiàn)輪胎滑水現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅行車安全。
　　由于輪胎性能間的不相容性，在提升某一性能時(shí)往往會(huì)造成其他性能的降低。為此，論文總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)外輪胎滑水及仿生非光滑結(jié)構(gòu)減阻的研究現(xiàn)狀，將仿生凹坑形非光滑結(jié)構(gòu)引入到輪

2、胎花紋設(shè)計(jì)中，以期利用仿生減阻方法，通過(guò)提升花紋溝排水能力提升輪胎抗滑水性能，突破目前存在的技術(shù)瓶頸。
　　利用Fluent軟件建立了輪胎滑水的CFD（計(jì)算流體力學(xué)）分析模型，采用VOF二相流模型對(duì)輪胎滑水進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了水流運(yùn)動(dòng)及胎面動(dòng)水壓力變化規(guī)律，并預(yù)測(cè)了輪胎的臨界滑水速度。進(jìn)而將仿生凹坑形非光滑結(jié)構(gòu)布置于輪胎縱向花紋溝底部，并對(duì)其減阻特性進(jìn)行數(shù)值分析。
　　為了尋求一種最優(yōu)的仿生凹坑結(jié)構(gòu)及分布形式，通過(guò)正交試驗(yàn)法

3、設(shè)計(jì)了“一”字形分布（矩形分布）與“人”字形分布的試驗(yàn)方案，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)減阻效果進(jìn)行分析，結(jié)果表明，人字形分布具有更優(yōu)的減阻效果，進(jìn)而獲得了人字形分布的最優(yōu)參數(shù)組合。
　　在優(yōu)選凹坑結(jié)構(gòu)參數(shù)模型基礎(chǔ)上，借鑒流線型（水滴形）結(jié)構(gòu)能夠減小壓差阻力的思想，將原始圓形凹坑設(shè)計(jì)咸水滴形凹坑結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行減阻性能分析。結(jié)果表明，水滴形凹坑能夠顯著降低凹坑表面所受到的壓差阻力，并且使粘性摩擦阻力也得到部分降低。將這種水滴形凹坑結(jié)構(gòu)布置