轮胎的承载能力分析俞淇1,丁剑平1,姚钟尧1,傅建华关键词:轮胎;下沉率;硬度因数;接地因数;接地压力中图分类号:TQ33011+2文献标识码:B文章编号:100628171(2000)1120653208充气轮胎的承载性能是车辆对轮胎要求的基本功能之一,对轮胎承受负荷的要求也是很苛刻的。例如,9100-2014PR在标准气压下单胎的负荷为2575kg,而一条9100-20轮胎本身的质量只有38kg左右,轮胎的承载要超过自身质量的6717倍,由此可见,轮胎要承担多么沉重的载荷。在目前市场激烈竞争的形势下,车辆的超载已成为运输部门提高效益的得力措施,特别是个体运输户为了多赚钱,使车辆处于严重超载状态。据调查,一般载质量为5t的车经加固改装后装载货物达10～12t,实际总载质量为18t(包括加固物1t);载质量为8t的车经加固改装后装载货物达20t,实际总载质量为30t(包括加固物2t)[1],这样严重的超载必然引起轮胎的提前损坏,常见的问题有肩空、肩裂甚至爆破等,不但降低了轮胎的行驶里程,缩短了公路的使用寿命,还会酿成交通事故。众所周知,轮胎分不同规格,同一规格中又分若干层级,以便满足车辆对负荷的需要,故车辆必须按额定负荷来选择轮胎。据资料报道,当轮胎负荷超过20%时,其行驶里程降低35%以上;负荷超过50%时,其行驶里程降低基金项目:国家自然科学基金资助项目(59573003)作者简介:俞淇(19342),女,江苏苏州人,华南理工大学教授,主要从事轮胎结构与力学性能的教学与研究工作。60%以上;负荷超过100%时,其行驶里程降低80%以上[2]。当前难以控制的车辆超载局面使轮胎厂的退赔率猛增,严重损害了企业的经济效益,对全国轮胎工业发展也极为不利。为此,华南理工大学与广州珠江轮胎有限公司一起研究了载重轮胎的承载性能,从中可以了解到如何合理地发挥轮胎的承载能力。1轮胎的静负荷性能轮胎的静负荷性能是指在规定的轮辋和充气压力条件下,静止轮胎在垂直负荷作用下,负荷与轮胎变形的关系,它反映轮胎承受负荷的能力。一般认为轮胎的负荷由两部分承担,一部分由气压承担,另一部分由轮胎本身承受[3]。轮胎在承受负荷时不仅发生法向(径向)变形,同时还产生横向和周向变形。轮胎的静负荷性能包括轮胎的法向变形(下沉量或下沉率)、负荷下的断面宽、接地面积、接地长轴和接地短轴以及由此确定的硬度因数和接地因数等。为了了解充气轮胎的承载能力,必须研究气压与负荷对它们的影响。111下沉量与下沉率轮胎的下沉量体现轮胎的径向弹性特征,是轮胎使用性能中的重要参数之一。为了使不同的充气轮胎外缘尺寸有可比性,常采用下沉率来对比。若下沉率过小,表示轮胎的弹性作356第11期俞淇等1轮胎的承载能力分析©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2,赵婉媚2(11华南理工大学高分子系,广东广州510640;21广州珠江轮胎有限公司,广东花都510828)摘要:讨论了轮胎的静负荷性能,用试验数据分析了轮胎的气压与负荷对其下沉率、接地面积、硬度因数、接地因数以及接地压力分布的影响,采用回归方程分析了轮胎的气压2负荷2下沉率三者之间的关系。试验结果表明,轮胎承载能力主要受下沉率的制约,同时也受硬度因数、接地因数等性能的影响,只有做到气压2负荷2下沉率之间的合理匹配,才能保证轮胎的使用性能和寿命。用发挥不好,影响乘坐舒适性;若下沉率过大,则表13个方案样胎在标准气压下不同负荷对应的下沉率%轮胎方案负荷倍数110115210215A11129151211917024120B111191514031817022158C10150141401814022130注:A,B和C方案指同一规格轮胎在材料性能、胎体帘布层数及结构设计等方面不同;3试验误差所致。从表1可以看出,B和C方案在各档负荷下的下沉率均比A方案小,C方案尤为明显,减小下沉率1～2个百分点,在高负荷区更为显著。112接地面积当轮胎荷载增加时,另一个比较敏感且易发生变化的性能是接地面积。它随负荷的增加而迅速增大,随气压的增加而逐渐减小。表2所示为12100-2018PRC方案样胎在两种负荷下气压与接地面积的变化关系。从表2可以看出,当气压由810kPa(标准气压)增至1160kPa时,接地面积减小率在1倍负荷下为1615%;2倍负荷下为1211%,但当负荷从1倍增至2倍时,无论哪档气压接地表212100-2018PRC方案样胎在两种负荷下不...
