子午线轮胎接地特性与滚动阻力关系的研究_王国林
工程机械用子午线轮胎外胎的接地压力分布研究
工程机械用子午线轮胎外胎的接地压力分布研究引言：工程机械在现代建设中扮演着重要的角色，而轮胎作为工程机械的关键组成部分之一，对其性能和稳定性有着直接的影响。
尤其是子午线轮胎，其接地压力分布是关键指标之一，直接影响到工程机械行驶的稳定性、牵引能力和燃油消耗等方面。
本文旨在研究工程机械用子午线轮胎外胎的接地压力分布，并探讨其影响因素和优化方案。
一、子午线轮胎接地压力分布的影响因素1. 轮胎载荷轮胎在工程机械运行过程中承受着来自机械本体和工作载荷的重量。
不同的工程机械使用载荷的特点也会对接地压力分布产生重要影响，例如挖掘机在挖掘工作时的后轮载荷明显高于前轮载荷，而装载机在装载工作时的前轮载荷则较高。
2. 轮胎压力与气压轮胎内的气压对接地压力分布同样具有重要影响。
较高的气压能使轮胎扁平，从而增大接地面积，减小接地压力；相反，较低的气压则使轮胎变形，导致接地面积减小，接地压力增大。
3. 轮胎结构与胎型子午线轮胎采用一种由内侧向外侧逐渐增高的线状结构，使得接地面积和接地压力分布更加均匀。
而胎型的设计也会对接地压力分布产生重要影响，例如平胎和尖胎在接地压力分布上存在明显不同。
4. 驱动方式和工作条件不同的驱动方式和工作条件对接地压力分布也会产生重要影响。
例如，前驱式和后驱式机械的重量分布不同，对轮胎接地压力的分布有不同的要求。
此外，工作条件的不同也会导致接地压力的变化，例如在起重机进行起重工作时，接地压力集中在前轮上。
二、工程机械用子午线轮胎外胎接地压力分布调整的技术方案1. 载荷平衡技术通过调整工程机械的重心和重量分布，实现轮胎载荷的平衡，从而使轮胎的接地压力分布更加均匀。
这可以通过增加或减少特定部位的配重块来实现，或者采用调整轮胎位置的方式来改变载荷分布。
2. 胎压调整技术通过合理调整轮胎内部的气压，影响轮胎的变形程度和接地面积，从而实现接地压力分布的调整。
在实际应用中，可以根据工程机械的实际工况和路面情况，调整轮胎气压，以增加接地面积，降低接地压力。
车辆多目标自适应巡航控制系统_ACC_动力学与控制方法研究_
机 械 工 程 学 报 第50卷第16期192[11] LEE D W ，KIM J K ，KIM S R ，et al. Shape design of atire contour based on approximation model[J]. Journal of Mechanical Science and Technology ，2011，25(1)：149-155.[12] 王国林，万治君，梁晨，等. 基于非平衡轮廓理论的子午线轮胎结构设计[J]. 机械工程学报，2012，48(24)：116-122.WANG Guolin ，WAN Zhijun ，LIANG Chen ，et al.Structural design of radial tire based on non-balanced outline theory[J]. Journal of Mechanical Engineering ，2012，48(24)：116-122.[13] 马银伟. 基于接地特性的轮胎结构设计研究[D]. 镇江：江苏大学，2013.MA Yinwei. Tire crown structure design on tire-ground contact characters[D]. Zhenjiang ：Jiangsu University ，2013.[14] 孙慧，戴磊，任巍. 基于主成分分析的西部 12省市对外开放竞争力研究[J]. 新疆社会科学，2013(1)：20-25. SUN Hui ，DAI Lei ，REN Wei. The study of outsideopening competitiveness of the cities in 12 western provinces based on principal component analysis[J]. Social Sciences in Xinjiang ，2013(1)：20-25.[15] 郭呈全，陈希镇. 主成分回归的 SPSS 实现[J]. 统计与决策，2011(5)：157-159.GUO Chengquan ，CHEN Xizhen. Using SPSS to achieveprincipal component regression[J]. Statistics and Decision ，2011(5)：157-159.作者简介：王国林，男，1965年出生，博士，教授，博士研究生导师。
全钢载重子午线轮胎行驶工况对滚动阻力的影响分析
（Triangle Tire Co. ，Ltd，Weihai 264200，China）
Abstract：The rolling resistance of 12R22. 5 truck and bus radial tire was tested with indoor drums under steady-state conditions to study the effects of inflation pressure and speed on the rolling resistance of the tire under no-load and full-load conditions. The results showed that the rolling resistance coefficient of the tire increased with the increase of speed under low load，and decreased with the increase of speed under high load. Under the same load，the higher the inflation pressure of the tire was，the smaller the rolling resistance coefficient was and the larger the rolling radius was. Under low load，the speed of the tire had no obvious effect on the rolling radius. Under high load，the higher the speed of the tire was，the larger the rolling radius was.
子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究的开题报告
子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究的开题
报告
一、研究背景
随着汽车工业的快速发展，轮胎作为汽车重要的组成部分，对整个行驶过程的安全稳定性有着至关重要的作用。
轮胎的滚动阻力是影响车辆燃油经济性的重要因素之一，而轮胎发生水滑则会导致车辆失控发生事故。
因此，深入研究轮胎的稳态滚动阻力及水滑特性，对提高汽车行驶安全性和降低燃油消耗具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过实验和数值模拟，探究子午线轮胎的稳态滚动阻力及水滑特性，并明确其对汽车行驶安全性和燃油经济性的影响因素，为轮胎设计和车辆驾驶提供参考。
三、研究内容
1. 子午线轮胎的基本结构及其在汽车行驶过程中的作用机理；
2. 子午线轮胎的稳态滚动阻力测试方法及其影响因素研究；
3. 子午线轮胎的水滑特性测试方法及其影响因素研究；
4. 实验数据处理及分析，建立数值模型验证实验结果的准确性；
5. 对子午线轮胎的影响因素进行综合分析，并提出相应的轮胎设计和车辆驾驶建议。
四、研究方法
1. 采用传感器和数据采集系统对子午线轮胎进行稳态滚动阻力和水滑特性测试；
2. 建立子午线轮胎的有限元模型，采用有限元方法进行数值模拟；
3. 对实验数据和数值模型进行分析比对，验证实验结果；
4. 对子午线轮胎的影响因素进行统计分析和综合评估。
五、预期成果
1. 建立子午线轮胎的稳态滚动阻力和水滑特性测试方法；
2. 掌握子午线轮胎的稳态滚动阻力和水滑特性的基本规律及其影响因素；
3. 实现实验数据和数值模拟结果的一致性；
4. 提出相应的轮胎设计和车辆驾驶建议，为提高行驶安全性和降低燃油消耗提供技术支持。
轿车轮胎花纹参数对滚动阻力的影响分析
图2 胎面本构模型拟合曲线
（1）通过Catia形成带花纹的实体；（2）将花纹实体
导入Hypermesh中进行网格划分，单元和节点排序
时应避免与胎体结构重复。
最 后，进 行 胎 体 结 构 与 花 纹 结 构 的 贴 合，形
成三维的整胎模型。具体贴合过程如图3所示：
将 胎 体 结 构 旋 转 一 个 花 纹 节 距 的 角 度，该 角 度 需
其 次，建 立 胎 面 花 纹 模 型，分 为 两 个 步 骤：
ह͵Ꮐ߇MPa
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
ह͵Ꮐऄ
■—试验值；●—Ogden（N＝3）模型；▲—Mooney-Rivlin模型；
▲
—Neo-Hooke模型；◆—Yeoh模型。
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第2期
王国林等．轿车轮胎花纹参数对滚动阻力的影响分析
85
图4 轮胎加载示意
表2 设计变量的取值区间
设计变量
变量名称
初始值/mm 取值范围/mm
A
纵沟宽度
8
6～10
B
纵沟深度
8
6～8
C
横沟宽度
5
4. 25～5. 80
D
横沟深度
4. 6
㗺ӓ ̵㻾㘢 㔼⸔㘢 㗺ఴ
图1 轮胎2D断面结构示意
205/55R16轿车子午线轮胎模型分为两个部 分，一 部 分 为 胎 面 花 纹，另 一 部 分 为 胎 体 结 构（包 括 除 胎 面 外 的 所 有 结 构）。 两 部 分 网 格 密 度 可 以 设定为不相同[10]。
使用因素对子午线轮胎噪声影响的正交试验分析
噪声辐 射 的分布 特性 。
作者简介 ： 周 海超 （ １ ９ ８ ４ ） ， 男， 河 南许 昌人 ， 江苏 大学 在 读 博 士研究生， 主 要从 事 汽 车 现代 轮 胎 学及 车 辆 动 态性 能 控 制研 究 。 ＊通 信 联 系 人
胎 的 同一 侧 面 ， 距 离 轮胎 表 面水 平 距 离 ２ ０ ０ Ｆ ｌ ｌ ｎ ２ ，
橡
胶
工
业
２ ０ １ ４年 第 ６ １ 卷
使 用 因素 对 子 午线 轮 胎 噪 声 影 响 的正 交试 验 分 析
周海超 ， 王 国林 ， 杨 建， 赵 幡
２ １ ２ ０ １ ３ ）
（ 江苏大学 汽车与交通工程学院 ， 江苏 镇江
摘要 ： 以 实 验 室转 鼓 测量 的轮 胎 滚 动 噪 声 水 平 为 性 能 评 价 指 标 ， 采用正交 试验法研究轮胎 负荷、 充 气 压 力 和 速 度 对 轮 胎 滚 动 噪 声 影 响 的敏 感 程 度 。试 验 结 果 表 明 ： 速 度 是 影 响 轮 胎 滚 动 噪 声水 平 的 显 著 因 素 ， 负荷次之 ， 充 气 压 力 影 响最小 ； 轮 胎 滚 动 噪 声具 有 明显 的指 向性 ， 轮 胎 附 近 不 同 测 量 点 噪 声 频 谱 特性 不 同 。 关键词 ： 子午线轮胎 ； 噪声； 使用 因素； 正 交 试 验
本 试验 的声 学 采 集 和 测 量 分 析 系 统 由 丹 麦
Ｂ ＆Ｋ公 司 提 供 。根 据 近 场 测 量 法 的 Ｉ Ｓ Ｏ／ ＤＩ Ｓ １ １ ８ １ ９ － ２ ［ １ 设 置 轮胎传 声器 。测 试 轮胎周 围 布置 ５
个 传声 器 ， 分 别 与轮 胎 轴 线 成 ０ 。 ， ４ ５ 。 ， ９ ０ 。 ， １ ３ ５ 。 和 １ ８ ０ 。 角， 一 个布 置 在轮 胎滚 动 前端 ， 距 离轮 胎接 地 中心 ６ ５ ０ ｍｍ， 距离地面 ２ Ｏ ０ ｍｍ； 另 一 个 布 置 在 后端 ， 与前 端测点 关 于接地 中心 相对 称 ； ３个 在 轮
子午线轮胎接地压力分布评价试验研究
子午线轮胎接地压力分布评价试验研究随着汽车工业的不断发展，轮胎作为汽车的重要组成部分，也受到越来越多的关注。
而轮胎的接地性能，尤其是接地压力分布，也成为了评价轮胎性能的重要指标。
本文将介绍一种常用的子午线轮胎接地压力分布评价试验研究。
一、试验原理子午线轮胎接地压力分布评价试验采用静态荷载推荐均匀直行路面，通过利用测压技术得到接地区域的压力分布，从而评估轮胎的接地性能。
二、试验步骤1.准备工作在进行试验前，需准备好适合的荷载设备、路面以及测量仪表，并保证设备的微调准确。
2.试验步骤（1）确定荷载：根据轮胎负载指标，应选用适当的荷载和配重。
（2）准备路面：路面应考虑实际使用条件和评价标准，需选用平整度好、无危险障碍的直行路面。
（3）安装轮胎：将试验轮胎安装在试验设备上，确保轮胎与试验设备对中，并进行微调整。
（4）荷载施加：按照预定的荷载和配重，施加在轮胎上，保持恒定，时间约20分钟。
（5）测量接地压力：使用测压仪器，对轮胎接地区域进行压力测量，并记录下来。
（6）试验结果处理：根据所得到的压力数据，计算得到轮胎的接地压力分布，进行进一步处理，如曲线绘制、数据分析等。
三、试验结果通过实验，可得到轮胎的接地压力分布图。
通过对接地压力分布的分析和比较，可以评估轮胎的接地性能。
接地压力分布均匀、强度合适的轮胎，具有较好的操控性和安全性能。
四、试验注意事项1. 试验现场应保持安全，确保试验设备的稳定运行。
2. 试验过程中，应注意恒定荷载和配重，保证结果的可靠性。
3. 对试验设备和测量仪器需保持维护，确保其工作准确性。
4. 试验结果的评估过程应仔细分析，尽可能综合多个因素进行评估，确保评价结果的准确性。
总之，子午线轮胎接地压力分布评价试验是评价轮胎性能中的重要环节，能够予以轮胎设计和性能优化提供较好的指导和引导。
五、试验优缺点与改进方向1. 试验优点子午线轮胎接地压力分布评价试验是一种简单实用、可重复性高、经济实惠的试验方法，所得到的数据可靠。
子午线轮胎疲劳性能优化
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ａ ３Ｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｏｎ １２．００Ｒ２０ ｒａｄｉａｌ ｔｉｒｅ．Ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ（ＤＳＡ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｒａｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ（ＳＥＮＥＲ）ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｐｅｒｆｏｒｍ—
轮胎这样非线性程度极高的问题，可考虑非线性几何
效应。ＤＳＡ技术可对非线性问题进行高效率分析。 轮胎ＤＳＡ分析的问题可描述为目标函数和约
束方程分别为
币，＝咖，（ｎ‘（ｈｐ），△ｕⅣ（ｈｐ），ｈｐ）
（１）
ＦＮ＝ＦＮ（ａ‘（ｈｐ），ＡｕⅣ（ｈｐ），ｈ。）＝０
（２）
式中：咖，为对应的ＳＥＮＥＲ，ｈ。为对应的各个材料参
注：以方案１（Ｒ３Ｂ一１，Ｒ５Ｂ一１）的材料参数为基准。
方案２优于方案３的原因是：对ＳＥＮＥＲ影响比 较大的Ｒ５ Ｂ—Ｃ。。与Ｒ５ Ｂ—Ｃ∞两者的增加幅度相近，而 对ＳＥＮＥＲ影响更大的Ｒ３Ｂ—Ｃｍ，方案２明显高于方 案３，所以耐久寿命相对高出很多。由此可见ＤＳＡ 分析可指导轮胎疲劳陛能改进。
５结论
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｄｉａｌ ｔｉｒｅ；ｒｕｂｂｅｒ；ＦＥＭ；ＤＳＡ；ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ
刚舌
轮胎在工作状态下主要承受周期变化的载荷作 用，其强度和寿命主要取决于结构材料的疲劳特 性…。目前评价轮胎疲劳寿命的指标有单元应变比 能（ｓｔｒａｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ，ＳＥＮＥＲ）、层问剪切应力、 ＭＩＳＥＳ应力等旧。３］，其中ＳＥＮＥＲ使用的最为广泛。 通常的有限元分析可得到某工况下轮胎的应力应变 场分布，通过计算ＳＥＮＥＲ的数值来判断轮胎的相对 寿命。作者利用通用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，对轮胎 材料进行设计灵敏度分析（ｄｅｓｉｇｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙ— ｓｉｓ，ＤＳＡ），建立轮胎疲劳寿命评价指标与轮胎橡胶
基于接地特性的轮胎滚阻与抓地性能评价方法
汽车工程Automotive Engineering2020年（第42卷）第12期2020(Vol.42)No.12 doi：10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.12.010基于接地特性的轮胎滚阻与抓地性能评价方法梁晨，王国林,喻康颖，梅烨（江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013）［摘要］采用数字图像相关技术获取10条不同胎面花纹的205/55R16型子午线轮胎垂直加载后接地区域的变形分布,并构建了表达轮胎接地区几何和力学信息的参数化评价体系。
基于接地参数，采用偏最小二乘回归法对轮胎滚动阻力系数和制动距离进行回归预测，通过Bootstrap重抽样法对回归系数进行显著性检验，筛选岀对性能有显著影响的接地参数。
结果表明，用轮胎接地特征参数来评价轮胎滚阻和抓地性能的回归方程拟合效果较好，研究结果为高性能轮胎设计提供了一定的指导作用。
关键词：轮胎;接地特征;滚动阻力；抓地性能;数字图像相关技术;偏最小二乘回归Evaluation Method of Tire Rolling Resistance and Ground-grip PerformanceBased on Ground Contact CharacteristicsLiang Chen,Wang Guolin,Yu Kangying&Mei YeSchoo/of Automotive and Traffic Engineering,Jiangsu University,Zhen/iang212013[Abstract]The deformation distribution of ten205/55R16PCR radial tires with different tread patterns in ground contact area after vertical loading are obtained by using digital image correlation technology ,and a parameterized evaluation system is constructed to express the geometric and mechanical information in ground contact area. Based on ground contact parameters,the tire rolling resistance coefficient and braking distance are predicted by using partial least square regression method.Bootstrap resampling method is adopted to conduct significance check on regression coefficient,and the ground contact parameters with significant effects on tire performance are selected. The results show that when tire-ground contact parameters are used to evaluate the rolling resistance and ground grip performance of tire,the regression equation fitting result is rather good.The outcome of this study provides a certain guiding role in high-performance tire design.Keywords:tires；ground contact characteristics；rolling resistance；ground grip performance；digital image correlation technology;partial least square regression前言轮胎是影响汽车行驶安全和燃油消耗的关键因素。
子午线轮胎静态及滚动状态下接地特性试验研究
车 辆 牵 引 和 操 纵 所 需 要 的 力 都 产 生 于 轮 胎 与路 面 的 接地 区 ，车 辆 的诸 多 性 能 均通 过 轮 胎 的 接 地 性 能得 以实 现 ，而 轮胎 接 地 性 能主 要通 过轮 胎 与地 面之 间 的“接触 面 ”表征 。 因此可 以借 助对 这 个 “接 触 面”—— 即轮 胎在 接地 区 内 的压 力分 布 进 行研 究 ，确定 轮 胎 与路 面之 间 最有 利 的接 触 条 件 。轮胎 接地 压力 分布 得 到 了国 内外 众 多学者 的 高 度重 视 。Ｐ．Ｓ．Ｐｉｌｌａｉ等“ 采用 试 验 的方 法对 轮 胎 接 地 印痕 面 积进 行 了分 析 ，得 到 了根 据 轮胎 变 形 量 和胎侧 尺寸 参数 计算 轮胎 接地 印痕 面积 的经 验 公式 ；俞淇 等 采用 压力 板法 对静负 荷下 轮胎接 地 压力 分 布 进行 了研 究 ，提 出 了描 述 轮胎 压 力 分 布 的一些 指标 ；胡小 弟 纠利用 自主开 发 的轮 胎接地 压力 测 试 仪 ，进 行 了不 同花纹 载 重 轮胎 在 不 同充 气 压 力 和 负荷 作 用 下 的接 地压 力 分 布 测量 ；周 刚 等 分 析 了轮胎 平均 接 地压 力 与荷 载 和充 气 压力 之间 的关系 ；梁晨 系统地 研究 了轮胎 接地评 价体 系 ，提 出 了描 述轮 胎 接 地压 力 分 布 的几 何 特 征参 数 与力学特 征参数 。
目前 的研究 主要是 探 索轮胎 静 负荷 时接地 压 力 分 布 特征 及 接地 特 性 对 轮胎 性 能 的影 响 ，但 是 有关 静 态和 滚动状 态下 轮胎 接地 特性 差异 的研 究 还不 够充分 ，与静态 下 的接地 压力分 布相 比 ，轮胎 在 滚动 状态下 的接地压 力分 布具 有更 高 的实用 性
子午线轮胎接地压力分布研究
0引言近年来研究发现[1]，路面表面裂缝和轮胎接地压力之间存在直接的影响关系。
分析结果显示路面表面裂缝是由沥青混凝土层表面开始产生的，然后向下扩展贯穿整个沥青层[2]。
因此，根据轮胎的类型、轮胎充气压力和轴载以及车速得到轮胎作用于路面的接地压力模型是正确评估路面裂缝性能的手段，必须在研究中予以考虑。
然而在实际情况下由于轮胎接地压力分布形式的复杂性，用传统的均布荷载假设得出的应力分布无法准确描述路面的力学反应，进而导致某些路面损坏原因不能得到正确分析。
本文以子午线轮胎11.00R20为研究对象，分析轮胎-路面静态接地压力分布和稳态滚动地压力分布。
1子午线轮胎的有限元建模采用ABAQUS 软件建立轮胎-路面三维整体模型，其中轮胎的橡胶部分采用C3D8H 单元模拟，其力学性能采用YEOH 模型描述[3]；橡胶-帘线复合材料采用REBAR （加强筋）单元模拟；假设路面各层为均质、连续、各向同性的弹性材料[4，5]，且路面采用C3D8R 单元模拟；并考虑了路面与胎面之间的摩擦作用。
轮胎-路面三维整体模型如图1所示，路面结构模型部分中共有40392个单元，一共44555个节点，轮胎模型部分中共有28400个单元，36720个节点。
2模型验证为证明仿真结果和实际数据的一致性，本文验证了模型的有效性。
通过参考文献所得轮胎充气轮廓、荷载下沉量等测试数据[6，7，8]，并和有限元分析所得到的数据进行比较，如表1所示轮胎在1250kPa 充气压力下几何尺寸实测值与有限元模型计算值的对比结果，由此表可知轮胎自由充气外直径误差为0.0573%，充气断面宽误差为0.0029%。
图2为11.00R20子午线轮胎在930kPa 胎压下，轮胎的荷载—下沉量有限元分析和试验结果对比，分析得出相同荷载作用下计算值与实验值相比最大误差为4.847%，最小误差为0.8%，因此可见有限元仿真所得结果和试验结果有很好的一致性。
3接地压力分布轮胎的接地印迹就是轮胎与路面所接触的接触区域，在此区域内，轮胎与路面之间相互作用，产生使汽车实现各种运动的力。
轮胎滑水特性的CFD分析
轮胎 滑水 是指 汽 车在有 水膜 路 面上 高速行 驶 时轮 胎被 水膜 隔 开 ， 导 致 轮 胎 与 路 面 间 的摩 擦 因 数减小 或 丧失 的现 象口 ］ 。特别 是在 轮 速超 过某 一
博士 ， 主要 从 事 载 运 工 具 运 行 安 全 控 制 和 现 代 轮 胎 技 术 研 究 工作。
本研 究对 象 为 ２ ０ ５ ／ ５ ０ Ｒ １ ６子 午 线 轮 胎 ， 轮 胎 标准 负荷 为 ４ ０ ０ ０ Ｎ、 充气压力为 ０ ． ２ ４ ＭＰ ａ 。采
用组 合 建 模 方法 ， 如 图 １所 示 。胎 面花 纹 和胎 体
拉 法建 立 ， 轮胎 与 流体 的耦 合 作 用 采用 任 意 拉 格
朗 日一 欧拉 算法 进行 处理 ｒ ２ “ 。虽 然现 在 轮胎 滑 水 问题 的数 值模 拟 技 术 已经 比较 成 熟 ， 有 限元 模 型 能够 真实 地模 拟 轮 胎 的 滑水 过 程 ， 得 出 比较 可 靠 的宏 观物 理量 ， 如 临界 滑 水 速度 和接 地 压 力 分 布等 ， 但 对 轮胎 滑水 的研 究 多 集 中 在 轮胎 充 气 压 力、 水膜 厚度 和行 驶速 度 等的影 响方 面 ， 而对有 直 接 影 响的胎 面花 纹 的研 究 不够 深 入 ， 因此 有 必 要 对 胎 面花纹 内流 体 的流动特 性进 行深 入分 析 。 本工 作 提 出如 下 的轮 胎 滑 水 研究 路 线 ： 基 于 流 固耦合 的有 限元 模 型 模 拟滑 水 过 程 ， 进 行 整 体 分析； 用 计算 流体 动 力 学 （ Ｃ Ｆ Ｄ） 模 型分 析 胎 面 花 纹 沟 内流体 的流 动特 性 ， 进行 局 部分析 。
子午线轮胎接地压力分布评价试验研究
计
诸 多轮胎 生产 厂家及轮 胎研 究者 都对 轮胎 接
地压 力分 布 给予 了高度 的关 注［ ３ － １ １ 】 。根 据相关 文 献 ， 国内外对 轮胎接 地特性 方面 的研究 较多 ，得到 了轮 胎在 接地 面 内粗 略 的接 地压力 分 布 ．以及 轮胎 接地 压力 分布形 状 ｌ Ｏ １ 等 但 无论研 究轮 胎接地 压力分 布 对其 任何 方 面接地性 能 的影响 ，都需要 对接 地压力 分 布进行 评价 ．而从 现有 的研究 成果来 看都 不够详 细 和系统 ．关 于轮胎 接地 特性评 价指标 方 面的研究
．
试 验测试 ．
子 午 线轮 胎 接地 压 力分布 评 价 试 验研 究 ★
梁 晨 １ 王 国林 １ 周 海超 １ 李 国瑞 ２
（ １ ． 江苏 大学 ； ２ ． 风 神轮胎 股份 有 限公 司 ）
【 摘 要 】采用 Ｔ Ｅ Ｋ Ｓ Ｃ Ａ Ｎ压力 分 布测量 系统对 若干 型号 子午线 轮胎进 行 了接 地压 力分 布测 试试 验 ，运用
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｒ ｓ ｕ ｓ ｅ Ｔ Ｅ Ｋ Ｓ Ｃ Ａ Ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｃ ａ ｒ ｒ ｙ ｏ ｕ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ
ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｆ ｏ ｒ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｔ ｉ ｒ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｙ ｕ ｓ ｅ ＭＡＴ Ｌ ＡＢ ｔ ｏ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ａ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｏｒ ｆ ｔ ｉ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ＆ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｓ． ｒ Ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ７ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ３ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ
载重子午线轮胎滚动阻力的热力耦合分析及试验验证
载重子午线轮胎滚动阻力的热力耦合分析及试验验证的报告，800字本报告分析了载重子午线轮胎（LOADED MONO-AXLE TIRES）滚动阻力的热力耦合问题及其试验验证方法。
一、载重子午线轮胎滚动阻力的热力耦合原理：载重子午线轮胎是一种由车辆内部发动机所驱动的轮胎，它提供了足够的滚动阻力和轮胎耐磨性。
滚动阻力是在车辆机械转动过程中产生的，随着车辆行驶距离的增加，子午线轮胎外表面的温度会随之升高。
这种热力耦合作用会影响轮胎的滚动阻力，从而影响车辆的性能。
二、轮胎滚动阻力的热力耦合实验：为了验证轮胎滚动阻力的热力耦合问题，我们采取了关于子午线轮胎外表面温度和滚动阻力之间关系的实验。
我们在某条公路上行驶50公里，收集轮胎的外表面温度以及实时测量的滚动阻力数据，并对其进行对比分析，以确定两者之间的耦合关系。
实验结果显示，随着轮胎外表面温度的升高，轮胎的滚动阻力也会随之增大。
这表明，轮胎滚动阻力的热力耦合是存在的，随着子午线轮胎外表面温度的升高，轮胎的滚动阻力也会随之增大。
三、轮胎滚动阻力热力耦合对车辆性能的影响：轮胎滚动阻力的热力耦合会影响车辆的行驶距离、行驶平稳性和驾驶安全性等性能。
当轮胎滚动阻力上升时，车辆的行驶距离会降低，行驶平稳性和驾驶安全性也会受到影响。
为了避免因轮胎滚动阻力的热力耦合而对车辆性能造成影响，应对轮胎进行定期检查，保持轮胎外表面温度在一定水平，以确保车辆性能的稳定和安全。
综上所述，本报告分析了载重子午线轮胎滚动阻力的热力耦合问题及其试验验证方法。
通过实验验证证明，轮胎滚动阻力的热力耦合是存在的，随着子午线轮胎外表面温度的升高，轮胎的滚动阻力也会随之增大，这将直接影响车辆性能。
因此，应定期检查轮胎，以保持轮胎外表面温度在一定水平，以确保车辆性能的稳定和安全。
子午线轮胎帘线受力特性的有限元分析
子午线轮胎帘线受力特性的有限元分析孙鹏飞;周水庭;黄红武;刘海【摘要】结合轮胎静力试验测试结果,利用ABAQUS软件建立195/65R1591H子午线轮胎三维有限元模型,研究轮胎在不同工况下帘布层和带束层帘线的受力情况.结果表明:垂直载荷主要作用于接地影响区的带束层及帘布层帘线,当垂直静载荷过大时,会出现胎冠中部带束层帘线张力变为0甚至变成负值以及第二带束层帘线端部受拉力过大的不利情况;靠近侧向力加载端的帘线受力随侧向载荷增加而变小,远离加载端的帘线受力基本与侧向载荷无关;纵向力对帘线影响不明显,帘线受力随着纵向载荷增加而略有下降.【期刊名称】《厦门理工学院学报》【年(卷),期】2017(025)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】子午线轮胎;帘线;受力特性;有限元分析;台架试验;ABAQUS【作者】孙鹏飞;周水庭;黄红武;刘海【作者单位】厦门理工学院机械与汽车工程学院, 福建厦门361024;厦门大学航空航天学院, 福建厦门361005;福建省客车先进设计与制造重点实验室, 福建厦门361024;厦门理工学院机械与汽车工程学院, 福建厦门361024;福建省客车先进设计与制造重点实验室, 福建厦门361024;厦门理工学院机械与汽车工程学院, 福建厦门361024;厦门大学航空航天学院, 福建厦门361005;厦门理工学院机械与汽车工程学院, 福建厦门361024【正文语种】中文【中图分类】U463.3414轮胎支撑着整车的质量，与悬架共同缓冲来自不平路面的激励，直接影响整车动力性、经济性、平顺性、制动性以及操纵稳定性等车辆关键性能[1]。
轮胎是由橡胶和骨架材料组成的复杂柔性结构体，子午线轮胎的带束层、帘布层是主要受力部件，承受气压、载荷并且缓冲轮胎受到的外部冲击[2]。
随着有限元技术的发展和完善，有限元方法在充气轮胎的结构设计和分析中应用越来越广泛。
一批新的轮胎设计理论都十分重视帘线的受力特征[3-6]。
子午线轮胎接地压力分布评价试验研究
子午线轮胎接地压力分布评价试验研究
梁晨;王国林;周海超;李国瑞
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2013(000)011
【摘要】采用 TEKSCAN 压力分布测量系统对若干型号子午线轮胎进行了接地压力分布测试试验，运用MATLAB编制了轮胎接地压力几何特征指标与力学特征指标分析评价软件。
利用7个接地压力分布几何特征指标与3个接地压力分布力学特征指标，对实测得到的轮胎接地压力分布进行了描述与评价。
【总页数】5页(P38-42)
【作者】梁晨;王国林;周海超;李国瑞
【作者单位】江苏大学;江苏大学;江苏大学;风神轮胎股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341+.6
【相关文献】
1.子午线轮胎接地压力分布研究 [J], 李婷;齐月;董忠红
2.12R22.5 18PR无内胎全钢载重子午线轮胎压力分布测试及磨耗改进 [J], 张浩;尹海山;张惠康;徐家明;倪力静
3.子午线轮胎静态及滚动状态下接地特性试验研究 [J], 王国林;付晶;梁晨
4.子午线轮胎接地压力分布研究 [J], 李婷;齐月;董忠红;;;
5.12R22.5规格载重子午线轮胎接地印痕和压力分布优化改进 [J], 崔鲁欣;谢东健;张浩银
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载重子午线轮胎接地性能有限元分析
（ ） 维 网格 ａ二
本 工作 以 １．０ ２ ２ ０ Ｒ ０全 钢 载 重 子 午 线 轮 胎 为
研 究 对象 ， 用有 限元 方 法分 析 自 由滚 动 、 动／ 采 驱 制 动和侧 偏等状 态下 轮胎接 地压力 及接 地面剪 切 应 力 和摩 擦功 的分布情 况 。
１ 轮 胎 有 限 元模 型 的 建 立 １ １ 模 型 建 立 ．
橡胶 材 料 采 用 Ｃ ＧＡＸ Ｈ 和 Ｃ ３ ＧＡＸ Ｈ 单 元 ４ 模拟 ， 力学性能 采用 Ｙ ｏ 其 ｅ ｈ本 构 模 型 描 述 。
作者简介： 葛金 虎 （ ９ ３） 男 ， 南 信 阳人 ， 苏 大 学 在 读 硕 １ ８一 ， 河 江 士研 究 生 ， 要 研 究方 向为 轮 胎 力学 分 析和 结 构 优化 。 主
所测数 据对 比分别如 表 １ 图 ２所示 。计算 误差 和
最 大 为 ４ ９ ， 小 为 ２ ９ ， 见 所 建 的 有 限 ．５ 最 ．９ 可
元模 型是 合理 的 。
表 １ 标 准 充气 压 力下 轮 胎 外 周 长 和断 面 宽 ｍｍ
图 ４ 静 态接 地 面剪 切 应 力分 布
维普资讯
第 ５ 期
葛 金 虎 等 ． 重 子 午 线 轮 胎 接 地 性 能 有 限元 分 析 载
地 性 能 有 限 元 分 析
葛金 虎 王 国 林 应 世 洲 安 登 峰 杨 建 ， ， ， ，
（． 苏 大学 汽 车 与 交 通工 程 学 院 ， 苏 镇 江 １江 江 ２ ２ １ ；． １ ０ ３ ２ 风神 轮 胎 股 份 有 限公 司 ， 南 焦作 河 ４４０） ５ ０ ３
型 如 图 １ ａ 所 示 ， １３ ４个 单 元 １５ ３个 节 点 ； （） 有 ８ ０ 在 二 维 模 型 基 础 上 生 成 的 三 维 模 型 如 图 １ ｂ 所 （） 示 ， １ ０７ ０个 单 元 １０２ ０个 节 点 。 有 １ ２ ２ ４
子午线轮胎滚动阻力的研究进展
子午线轮胎滚动阻力的研究进展发表时间：2019-04-25T11:25:39.187Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：刘帅王少静李洪汛[导读] 摘要：介绍了汽车行驶过程中车轮所受到的滚动阻力的力学模型，并指出用实验方法测量车轮滚动阻力的必要性。
山东玲珑轮胎股份有限公司山东招远 265400摘要：介绍了汽车行驶过程中车轮所受到的滚动阻力的力学模型，并指出用实验方法测量车轮滚动阻力的必要性。
详细分析了ISO28580-2009标准中规定的测试方法——测力法和测扭矩法的具体原理。
最后对比分析两种测量子午线轮胎滚动阻力的设备，结果表明：平带试验机在测量原理上相较于单转鼓试验机具有更高的测量准确度。
关键词：子午线轮胎；滚动阻力；研究进展前言:目前全世界都在推广低油耗轮胎，以响应节能减排和低碳出行的大趋势。
在诸多影响车辆公路行驶油耗的因素中，除了汽车内部机械传动的摩擦消耗以外，汽车轮胎的滚动阻力所占到的油耗损失达到了20%。
试验证明，滚动阻力降低15%~30%，可相应节省燃料油耗3%~6%。
不仅滚动阻力对汽车的燃油经济性有直接影响，而且滚动阻力系数越大，轮胎的磨损也越严重。
如今滚动阻力现在已经被定为轮胎六大使用性能指标之一，被写入很多国家关于汽车市场准入的标准。
可见，从经济性，环保性和安全性的角度考虑，研制低滚动阻力系数的轮胎具有重要的意义。
但相比汽车轮胎的纵向载荷和驱动力（或制动力），滚动阻力的值小很多，因此实验误差会对实验结果的准确性产生很大影响，这是滚动阻力测量的最大困难之一。
新研制出来的轮胎需要按照严格规定的测量标准，使用精密的试验设备进行滚阻测量，并在后续进行一系列修正补偿，以保证该轮胎拥有低滚动阻力的特性。
1 车轮滚动阻力的模型及其局限性1.1车轮滚动阻力的力学模型及其局限性根据经典力学里中关于滚动摩阻的定义，当两个相互接触物体有相对滚动趋势或者产生相对滚动时，在接触处由于变形产生的阻碍现象称为滚动摩阻。
轮胎动态接地压力分布的光吸收法测量研究
轮胎动态接地压力分布的光吸收法测量研究
柏林;梁晨;朱大钎;王国林
【期刊名称】《橡胶工业》
【年(卷),期】2022(69)10
【摘要】设计光吸收法试验台架,通过图像处理算法及对负荷、充气压力、外倾角、侧偏角的控制,获得轮胎动态接地压力分布。
图像处理算法如下:拍摄轮胎接地印痕
图像,通过图像矫正、灰度化、滤波去噪及图像分割获取图像中轮胎与路面接触区域,再通过校准机构获取图像灰度与轮胎接地压力的相关性,将轮胎接地印痕图像转
化为接地压力分布图。
以规格为205/55R16的非对称花纹子午线轮胎为例,利用试验台架对轮胎动态接地印痕进行测量,获取不同工况下轮胎接地压力分布及接地印
痕特征值,轮胎计算负荷相对误差绝对值基本小于10%,验证了光学试验台架的有效性。
【总页数】9页(P723-731)
【作者】柏林;梁晨;朱大钎;王国林
【作者单位】上海大学管理学院;江苏大学汽车与交通工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ336.1;U463.341
【相关文献】
1.子午线轮胎接地压力分布研究
2.利用Tekscan压力分布测量系统进行轮胎接地分析
3.子午线轮胎接地压力分布研究
4.全钢载重子午线轮胎接地压力分布的仿真研究
5.子午线轮胎接地压力分布非对称性研究
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不同参数对轮胎滚动阻力的影响
不同参数对轮胎滚动阻力的影响
戴德修
【期刊名称】《国外工程机械》
【年(卷),期】1993(019)004
【总页数】2页(P11-12)
【作者】戴德修
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341
【相关文献】
1.结构参数对轮胎滚动阻力和辐射噪声的影响研究 [J], 仇成群;王国林
2.人参红皮病发病指数对单体皂苷Rb1、Rb2、Re、Rg1的影响 [J], 徐成路;张武义;王玉方;李乐;张春阁;李小沛;吴娟;张亚玉
3.结构参数对轿车子午线轮胎滚动阻力的影响 [J], 孙绪利;刘平娟;张凯凯;王龙庆;李慧敏
4.结构参数对轿车子午线轮胎滚动阻力的影响 [J], 孙绪利;刘平娟;张凯凯;王龙庆;李慧敏
5.人参光合生理研究Ⅱ.不同光质对人参生育、生理特性及人参皂甙含量的影响[J], 王铁生;王化民;孟繁莹;崔贞淑;张连学;赵亚惠;刘明孝;马月华
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212013)
(江苏大学汽车与交通工程学院
摘要：以载重子午线轮胎 385/55R22.5 为研究对象，结合子午线轮胎的胎体结构设计理论，采用数值仿真技术对比分析不同 胎体结构设计对稳态滚动状态下轮胎滚动阻力的影响以及轮胎各部位能量损失变化， 研究接地特性参数与滚动阻力间的关联 关系。结果表明，轮胎结构参数对滚动阻力有较大影响，内轮廓对滚动阻力影响尤为显著；4 层带束层结构滚动阻力性能优 于“3+0º”结构；接地面积、印痕面积、平均接地压力、接地压力偏度值、硬度系数、滚动半径等 6 个参数与滚动阻力关联 性较高，呈现较强的线性关系；接地面积和印痕面积与滚动阻力关系为负相关，其余参数为正相关；接地面积、硬度系数对 滚动阻力影响较大。应用主成分回归法建立该型号轮胎的滚动阻力值与接地特性参数间的回归方程，研究结果具有较高的工 程应用价值。 关键词：子午线轮胎；滚动阻力；接地压力特性；主成分回归；有限元分析 中图分类号：U463
力降低 15% ～ 30% ，可相应节省燃料消耗 3% ～
0
前言
能源与环境问题已经成为当今世界关注的两
6% 。为了节约能源和环境保护，欧盟于 2012 年 开始执行轮胎标签法，对滚动阻力性能提出了具体 分类限值和要求。 滚动阻力性能是轮胎的重要使用性能，对轮胎 滚动阻力的研究主要集中在胎面材料配方上 轮胎结构设计与滚动阻力存在必然联系
究对象为某公司生产的 385/55R22.5 型载重子午线 轮胎，其断面如图 1 所示。
图1
385/55R22.5 轮胎结构与材料分布
有限元分析时对轮胎橡胶部分采用 CGAX3H 与 CGAX4H 单 元 来 模 拟 ， 轮 胎 帘 线 部 分 用 SFMGAX1 单元来模拟。所建立的二维模型如图 2 所示，单元总数为 1 552，节点总数为 1 708。稳态 自由滚动状态下滚动阻力分析时路面附着系数取 0.7，滚动速度为 60 km/h。滚动阻力计算采用文献 [9]的方法。
[11] [10]
析结果进行处理，可以准确获得描述轮胎接地特性 参数的特征和规律。同时，鉴于滚动半径与轮胎滚 动阻力性能有密切联系，本文引入轮胎自由滚动半 径(自由滚动时轮胎中心点到路面的距离)和滚动下 沉量(充气半径与自由滚动半径的差值)作为轮胎接 地特性评价参数。共 17 个轮胎接地特性参数。
。轮胎轮廓设计是轮胎设
[5-7] [3-4]
[2]
大焦点。汽车尾气是 PM2.5 的重要来源之一；汽车 的二氧化碳排放量约占全世界二氧化碳排放总量的 10%～15% ； 24%的道路车辆二氧化碳排放量与轮 胎滚动阻力相关；降低轮胎滚动阻力可以有效减少 汽车尾气排放，节省燃料。试验证明，轮胎滚动阻
20130907 收到初稿，20131228 收到修改稿
[1]
， 而
， 但这方
面的研究还很不充分：文献[5-7]中均分析了轮胎胎 面花纹结构对滚动阻力性能的影响规律，指出花纹 结构设计对滚动阻力影响的重要性，文献[8]的研究
月 2014 年 8 月
王国林等：子午线轮胎接地特性与滚动阻力关系的研究
187
表明，带束层结构、胎面弧型式以及内轮廓结构均 对轮胎的滚动阻力性能产生重要影响，可是以上研 究局限于轮胎单一结构对滚动阻力性能的影响，忽 略了胎体各部位结构的综合作用。因此，本文寻找 中间变量评价轮胎的滚动阻力性能。轮胎是汽车与 地面接触的唯一部件，其诸多性能均通过路面与轮 胎间相互作用实现，接地区橡胶形变是产生迟滞能 量损失的直接原因。本文尝试研究轮胎接地特性对 滚动阻力的影响，进而对轮胎的滚动阻力性能进行 评价和预测。轮胎的接地特性可以用接地特性参数 描述，探索接地特性参数与滚动阻力的关系可以在 轮胎设计初期根据其接地特性评估其滚动阻力 性能。
结构设计形式
7
表3
方案编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 滚动阻力/N 143.4 380.8 458.0 372.3 336.0 340.8 323.0 343.5 364.4 353.1 303.8 270.4 303.8 269.7
不同结构设计方案所对应的部分接地特性参数和滚动阻力仿真分析结果
第 50 卷第 16 期 2014 年 8 月
机
械
工
程
学 报
Vol.50 Aug.
No.16 2014
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
DOI：10.3901/JME.2014.16.186
子午线轮胎接地特性与滚动阻力关系的研究*
王国林 董自龙 梁 晨 杨 建
镇江
万治君
表2
方案编号 1 2 3 4 5 6
不同设计方案的滚动阻力
方案编号 8 9 10 11 12 13 14 滚动阻力/N 343.5 364.4 353.1 303.8 270.4 303.9 269.7 143.4 380.8 458.0 372.3 336.0 340.8 323.0
滚动阻力/N
图3
2
2.1
数值仿真试验
有限元分析模型 有限元分析方法模拟轮胎滚动阻力得到了广
[9]
泛的应用，仿真精度可以满足工程需要 。本文研
188
机
械
工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
程
学
报 表1
第 50 卷第 16 期期 仿真试验结构设计方案
气压/kPa 830 830 600 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 830 载荷/N 20 000 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 42 500 备注说明 — — — 带束层加宽 带束层角度变大 带束层宽度、角度增加 四层带束层 胎面弧高增加 胎面两段弧设计 仿生胎面弧设计 “3+0º”带束层结构 4 层带束层结构 “3+0º”带束层结构、 仿生胎面弧设计 4 层带束层、仿生 胎面弧设计
[8] 用自编的应用软件 TFAS 对试验结果或有限元分
图2
二维有限元模型
2.2
结构设计方案 子午线轮胎的主要受力部件是带束层，其结构
设计主要是指钢丝帘线结构、角度、密度及带束层 厚度和宽度等。设计参数决定了轮胎刚度特性，直 接影响子午线轮胎的耐磨性能、 操纵稳定性、 噪声、 安全和节油等使用性能 切联系