低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计
低噪声轮胎花纹设计原理与方法
低噪声轮胎花纹设计原理与方法
低噪声轮胎花纹设计原理与方法
低噪声轮胎花纹设计原理与方法是轮胎行业发展的重要方面之一，旨在更好地满足消费者对安静、舒适的驾驶环境的需求。
轮胎花纹设计主要是为了改善轮胎的抓地性能，并减少噪声污染。
通过调整轮胎花纹的形状和材料，可以减少轮胎在路面上的摩擦，减少噪声。
首先，轮胎花纹的形状应尽可能接近路面，减少轮胎与路面的摩擦，从而降低轮胎噪声。
其次，轮胎花纹材料应采用柔韧而具有良好弹性的材料，以减少轮胎在路面上的摩擦，减少轮胎噪声。
此外，轮胎花纹的设计应尽可能减少轮胎的抓地力，以减少轮胎的摩擦，进而减少轮胎的噪声。
最后，为了有效地减少轮胎噪声，轮胎制造商应采用更先进的技术，如在轮胎花纹上加入噪声减振材料，以有效减少轮胎噪声。
同时，轮胎制造商应采用更先进的生产工艺，如冷压成型、热压成型等技术，以提高轮胎的强度和密度，减少轮胎的噪声。
低噪声轮胎花纹设计是一项具有挑战性的工作，但正确的设计原理和方法可以有效地改善轮胎的抓地性能，减少轮胎噪声。
此外，轮胎制造商应采用更先进的技术和工艺来提高轮胎的性能，减少轮胎噪声。
轮胎噪声影响因素与低噪声轮胎设计策略研究
轮胎噪声影响因素与低噪声轮胎设计策略研究摘要：为最大程度减少轮胎噪音，本文首先分析不同轮胎噪声产生的原因及原理，分析轮胎噪声的影响因素，提出低轮胎噪声的设计方法。
在轮胎设计中应当尽量增加节距数，降低花纹沟宽度、深度以及胎面胶的硬度，提升轮胎的均匀性，从而有效减少轮胎噪音。
期望本文研究能够为相关从业人员提供参考借鉴。
关键词：轮胎噪声；影响因素；低噪声轮胎设计前言：国民经济快速发展为高速公路工程建设创造有利条件，实现了区域间的经济往来，汽车行驶速度也得到大幅提升。
随之所产生的轮胎噪音，不仅影响行车舒适性还使驾驶员产生一定的疲劳感，影响行车安全。
近些年来，随着市场需求的不断增加，低噪音、高性能的轮胎受到广泛关注。
因此，本文分析轮胎噪声的影响因素，并探讨低噪声轮胎的设计方法具有一定现实意义。
1.不同轮胎噪声的产生原因及产生原理1.1产生原因直接噪声和间接噪声是轮胎造成的两种类型。
分析其产生原因，前者是由于轮胎震动以及轮胎花纹。
后者是由于道路不平整，车辆行驶过程中轮胎震动，通过悬挂系统和车身结构从而间接产生车内噪音。
1.2产生原理分析不同轮胎噪声产生原理，总结如下：（1）因空气紊流而产生的噪声。
车辆行驶轮胎滚动过程中，对前方空气形成冲击，后方空气吸入后形成空气紊流，由于声压发生变化而产生噪声。
（2）因花纹槽而产生的噪声。
轮胎滚动过程中，花纹槽循环往复碾压和释放，槽内空气在前沿区处于挤压状态，在后沿区处于膨胀状态，二者间形成压差，进而产生空气涡流，导致噪声的产生。
（3）因空气柱共鸣而产生的噪声。
轮胎和路面接触后，轮胎的沟槽和路面形成管状结构，结构内部空气柱的震动频率和花纹沟槽原有的频率相一致，二者形成谐振，从而产生共鸣噪声。
（4）号角效应而产生的噪声，轮胎沟槽在接触地面后，形成完全封闭的一个气管，从而产生频率较窄的鸣叫噪声。
（5）因轮胎弹性振动而产生的噪声。
车辆正常行驶时，前沿区的胎面花纹接触地面，对地面形成一定撞击，产生激振。
轮胎花纹噪声的控制
轮胎花纹噪声的控制陈理君 杨 立 钱业青 施 (武汉工业大学 430070)杨光大[上海轮胎橡胶(集团)股份有限公司 200082] 摘要 从频域声能量均衡、时域声中心能量分布均衡和花纹沟气柱共鸣3个方面研究了花纹及其花纹块和花纹沟的结构与排列对轮胎噪声的影响,得出了低噪声轮胎花纹设计方法,并提出了轮胎花纹噪声控制的工作程序。
关键词 轮胎花纹,噪声控制,花纹块,花纹沟,优化设计 由于轮胎花纹的噪声主要取决于花纹的式样,因此对轮胎花纹噪声的控制归根结底为低噪声花纹的优化设计。
花纹块和花纹沟是轮胎花纹噪声的两大主要噪声源,即花纹块和花纹沟的结构与排列是影响轮胎花纹噪声的主要因素,因此低噪声轮胎花纹的优化设计应从花纹及其花纹块和花纹沟的结构与排列入手,对花纹块和花纹沟进行合理配置,达到有效控制轮胎花纹噪声的目的。
1 轮胎花纹设计的基本原则111 设计参数轮胎花纹的设计参数很多,下面介绍几个主要参数。
(1)节距和节距比在进行花纹设计前,必须先将整个胎面划分成若干段(各段中包含有若干花纹块和花纹沟),这些段就称为节距。
一种节距构成的轮胎花纹称为等节距花纹;多种节距构成的轮胎花纹称为不等节距花纹。
各个节距的长度之比称为节距比。
一般来说,左右对称花纹的节距宽度为胎面宽度的1/2;左右不对称花纹的节距宽度等于胎面宽度。
图1为3种不等节距花纹示意图。
L A,L B 和L C分别为节距A,B和C的长度,L A,L B和L C应满足: 作者简介 陈理君,男,59岁。
武汉工业大学应用技术研究所副所长,教授。
1963年毕业于南京大学声学专业。
长期从事噪声控制、模糊控制方面研究与教学工作。
已发表论文三十余篇,出版专著(合著)3部。
图1 3种不等节距花纹示意图n A・L A+n B・L B+n C・L C=L式中n A,n B和n C表示整个轮胎花纹中节距A,B和C的个数,L为轮胎周长。
(2)节距序列构成轮胎花纹的节距排列顺序称为节距序列。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎的噪声主要由以下几个因素所影响：
1. 胎面花纹设计：轮胎的花纹对噪声的产生有很大影响。
粗糙的花纹和大块花纹会增加轮胎与地面摩擦时的噪声。
而平滑的花纹和小块花纹则可以减少噪声的产生。
2. 胎面材料选择：不同材料的轮胎胎面产生的噪声也会有所不同。
某些轮胎材料具有吸音的特性，可以减少噪声的传播和产生。
3. 胎压的调整：轮胎的胎压过高或过低都会增加噪声的产生。
适当调整胎压可以减少噪声的影响。
4. 车辆行驶速度：高速行驶时，轮胎与地面的摩擦力增加，噪声也会相应增大。
针对低噪声轮胎的设计方法包括：
1. 胎面花纹优化：通过对轮胎胎面花纹的设计和优化，选择合适的花纹形状和大小，以减少噪声的产生。
2. 胎面材料优化：选择具有吸音特性的胎面材料，以降低轮胎产生的噪声。
3. 胎压调节：根据实际需要，合理调节轮胎的胎压，以减少噪声的影响。
4. 结构优化：通过改进轮胎的内部结构，如增强胎体和胎面的连接，减少胎噪。
5. 噪声测试与评估：在轮胎设计过程中，进行噪声测试与评估，及时发现和解决问题，进一步提高轮胎的低噪声性能。
综上所述，轮胎噪声的影响因素包括胎面花纹设计、胎面材料选择、胎压调整和车辆行驶速度等，而低噪声轮胎的设计方法主要包括胎面花纹的优化、胎面材料的优化、胎压调节、结构优化和噪声测试与评估等。
现代设计方法之稳健性设计
三个阶段
参数设计
决定系统中各参数的选择，使产品的性能既能达到目标 值，又使它在各种条件下波动小
系统设计
对产品进行整个系统和整个结构的设计 主要由专业技术人员完成
为了定量描述产品质量损失，田口提出了“质量损失函数”的概念，并以信 噪比来衡量设计参数的稳健程度。
质量损失函数
产品功能波动客观存在，有功能波动就会造成社会损失。所 谓质量损失函数是指定量表述产品功能波动与社会损失之间关系 的函数。
当产品特性值y与目标值m不相等时，就认为造成了质量损失。
L(y)=k(y-m)² 其中L（y）为质量损失函数，m—目标值
外噪声
由于环境因素和使用条件的波动或变化，引起质量特性值 的波动。例如，温度、湿度、位置等。
内噪声
由于在储存或使用过程中，随着时间的推移，发生材料变 质、劣化现象而引起质量特性值的波动。例如，电器产品 绝缘材料的老化等。
质量的变异性
那个设计更好？
1
产品的质量特性指标往往会有差异
即使完全相同的生产条件，由于种种
稳健性设计是田口玄一创立的质量工程观中的一个分支， 由田口玄一发展而成，因此通常被人们称之为田口方法(Taguchi Method)。
田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调 产品质量的提高不是通过检验，而是通过设计。
稳健性设计基本认识
传统的设计思想认为：只有质量最好的元器件 （零部件）才能组装成质量最好的整机；只有 最严格的工艺条件才能制造出质量最好的产品 。总之，成本越高，产品的质量越好，可靠性 越高。
基于自适应遗传算法的低噪声轮胎花纹结构参数优化
始群 体 。
２ ２ 适应 度 函数 ．
以轮 胎厂 家提 出 的要 求作 为噪声 达标 值 。将
噪声 仿真谱 线 与 噪声 容 许 标 准线 进 行 比较 ， 以 按 下公 式计算 差量 Ｄ 和 ［ ： ５ ］
Ｄ一 ∑ （ 一 ） ｐ 。 ∑ （ 一 ） 户
一
（ ４ ）
略， 其计算 公式 如下 ：
Ｐ 一
点是群 体搜 索 策 略 和 群 体 中个 体 之 间 的信 息 交 换， 且搜 索过 程 不 依赖 于梯 度 信 息＿ 。但 遗 传算 １ ］ 法容 易产生 早熟 收 敛 ， 且在 进 化 后 期搜 索 效 率 并 较 低 ， 轮胎 参 数节 距 比例 优 化 １０代 时需 要 的 在 ０
陈 理 君 等 ． 于 自适 应 遗 传 算 法 的低 噪声 轮 胎 花 纹 结 构 参 数 优 化 基
２３ ８
算 法设 计 的程 序 流程 如 图 １所 示 。其 中 ， Ｐ （＋ １ ， ￡ １ 和 Ｐ （＋ １ 分别 表示 下一 代 种 子 群 ） Ｐ （＋ ） ，ｔ ） 体 的交 叉概 率 、 异概 率和倒 序 概率 。 变
数［； ２ 另外 为 了能得 到最 优解 ， 在算 法 中加 入倒 序 概率（ ） 。其 基 本思 想 是 ： 叉 概 率 （ 和变 异 交 Ｐ） 概 率 （ 取 常 数 往 往 不 能 使 遗 传 算 法 均 匀 地 在 Ｐ） 优 化空 间 中搜索 最 优 解 ， 同时不 能 适 合 寻 找过 程 中不 同情况 的要 求 ， 而 影 响 了遗 传 算 法 的 寻优 从
优 化时 间很 长 ， 软件 运 行 容 易死 机 。对 于 多 目 且 标 优化 问题 ， 种现 象尤 为突 出 。 这
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将介绍轮胎噪声的影响因素以及如何设计低噪声轮胎。
一、轮胎噪声的影响因素轮胎噪声是指车辆行驶过程中由于轮胎与道路接触而产生的噪音。
轮胎噪声的大小与多个因素有关，下面将介绍几个主要的影响因素。
1.轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计是影响轮胎噪声的重要因素之一。
不同的花纹设计会对轮胎噪声产生不同的影响。
一般来说，花纹较深的轮胎会产生更大的噪声，而花纹较浅的轮胎则会产生较小的噪声。
2.轮胎材料：轮胎的材料也会对轮胎噪声产生影响。
例如，硬质材料的轮胎通常会产生更大的噪声，而软质材料的轮胎则会产生较小的噪声。
3.胎压：轮胎的胎压对轮胎噪声的大小有一定的影响。
当轮胎胎压过高或过低时，轮胎与道路的接触面积会发生变化，从而导致噪声的增加。
4.车辆速度：车辆速度对轮胎噪声的大小也有较大影响。
一般来说，车辆速度越高，轮胎与道路的接触面积也会增大，从而导致噪声的增加。
二、低噪声轮胎设计方法为了降低轮胎噪声，制造商采取了一系列的设计方法。
下面将介绍几种常用的低噪声轮胎设计方法。
1.减小花纹间隙：通过减小轮胎花纹间隙的宽度，可以减少轮胎与道路之间的摩擦，从而降低噪声的产生。
2.采用噪声吸收材料：在轮胎的内部和外部使用噪声吸收材料，能够有效地吸收轮胎噪声，减少噪音的传递和反射。
3.优化轮胎材料：采用低噪声的轮胎材料，如特殊的橡胶配方或陶瓷材料，可以减少轮胎与道路之间的摩擦和振动，从而降低噪声的产生。
4.改进轮胎结构：通过改进轮胎的结构设计，如增加轮胎的刚度和降低轮胎的振动，可以减少轮胎与道路之间的接触面积，从而降低噪声的产生。
5.优化胎压：保持轮胎的适当胎压，可以减少轮胎与道路之间的不均匀接触，从而减少噪声的产生。
6.改进车辆悬挂系统：通过改进车辆的悬挂系统，可以减少轮胎与道路之间的震动和振动传递，从而降低噪声的产生。
三、结论轮胎噪声是车辆行驶过程中不可避免的问题，但通过合理的轮胎设计可以有效降低噪声的产生。
20555R16低滚动阻力、抗湿滑、低噪声轮胎的设计
222 轮 胎 工 业2021年第41卷205/55R16低滚动阻力、抗湿滑、低噪声轮胎的设计曲宾建，黄义钢，王 君（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛 266400）摘要：介绍205/55R16低滚动阻力、抗湿滑、低噪声轮胎的设计。
结构设计：外直径 630 mm，断面宽 212 mm，行驶面宽度 170 mm，行驶面弧度高 7.5 mm，胎圈着合直径 404.2 mm，胎圈着合宽度 185.4 mm，断面水平轴位置（H1/H2） 0.91，胎面采用非对称花纹，沟槽处倒角及最优化的节距排列设计。
施工设计：胎面配方采用溶聚丁苯橡胶并用高分散性白炭黑，带束层采用超高强度钢丝帘线，成型采用VMI一次法成型机，采用低温硫化方式。
成品轮胎性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、胎圈阻力、耐久性能和高速性能均达到国家标准要求，滚动阻力和抗湿滑性能等级分别达到欧盟标签法的C级和A级，通过噪声达到一级水平。
关键词：轮胎；结构设计；施工设计；滚动阻力；抗湿滑性能；噪声；欧盟标签法中图分类号：U463.341＋.6 文章编号：1006-8171（2021）04-0222-03文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.04.0222随着全球汽车行业对低能耗、低排放和高安全性的迫切需求，轮胎行业也面临相同的考验。
因此低滚动阻力、抗湿滑和低噪声的轮胎产品成为全球轮胎企业的研发设计方向。
经过对国内外轮胎市场的16个厂家29款产品的调查发现：以HP 夏季205/55R16轮胎为例，滚动阻力和抗湿滑等级分别达到欧盟标签法的C级和A级的比例仅为22.2%，其中国内厂家仅占7%；通过噪声也仅有法国某M品牌和美国某G品牌的部分产品达到一级水平。
轮胎滚动阻力受轮胎的材料特性、结构、质量和使用条件等诸多因素影响，其中某些因素之间还相互关联。
单纯降低轮胎滚动阻力并不难，但通常会同时牺牲轮胎的某些性能，特别是抗湿滑性能[1-2]。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将探讨轮胎噪声的影响因素，并介绍一些低噪声轮胎的设计方法。
一、轮胎噪声的影响因素1. 轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计会直接影响噪声的产生。
一般来说，花纹越粗糙，噪声也会相应增加。
因此，低噪声轮胎通常采用较为平滑的花纹设计，以减少轮胎与地面的摩擦声。
2. 轮胎材料：轮胎的材料也是影响噪声的重要因素之一。
硬度较高的轮胎材料会导致更大的振动和噪声。
因此，低噪声轮胎通常采用较为柔软的材料，以减少振动和噪声的产生。
3. 轮胎结构：轮胎的结构设计也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的胎内结构、胎侧设计等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎通常采用一些降噪措施，如增加胎内隔音层、优化胎侧结构等，以降低噪声的产生。
4. 轮胎的使用状态：轮胎的使用状态也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的磨损程度、气压的调整等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎需要经过精确的设计和合理的使用来确保其低噪声的效果。
二、低噪声轮胎的设计方法1. 优化花纹设计：低噪声轮胎的花纹设计应尽量减少花纹块之间的共振效应和空气流动噪声。
通过减少花纹块的尺寸和间距，可以降低轮胎与地面的摩擦声。
此外，还可以采用不规则花纹、交错花纹等设计方式，进一步减少噪声的产生。
2. 采用降噪材料：在轮胎的内部和侧壁中加入降噪材料，如隔音材料、吸音材料等，可以有效降低振动和噪声的产生。
这些材料可以吸收振动能量，减少噪声的传播。
3. 优化轮胎结构：通过优化轮胎的胎内结构和胎侧设计，可以降低轮胎的振动和噪声。
例如，增加胎内隔音层的厚度，可以减少振动的传递；优化胎侧结构，可以减少胎侧的共振效应。
4. 合理使用和保养轮胎：合理调整轮胎的气压，保持轮胎的良好状态，可以减少噪声的产生。
过高或过低的气压都会增加轮胎的振动和噪声。
此外，定期检查轮胎的磨损情况，及时更换磨损严重的轮胎，也是降低噪声的有效方法。
总结：轮胎噪声是车辆行驶中常见的噪声源之一，其影响因素包括花纹设计、材料、结构和使用状态等。
轮胎花纹节距对轮胎低频噪声的影响
轮胎花纹节距对轮胎低频噪声的影响
高志彬;蒋红敏;刘志红;陈守佳
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】为研究花纹节距对轮胎低频噪声的影响,总结不同花纹与声压级的变化规律。
通过在半消音室内运用目前主流的低噪音转鼓试验方法,按照标准载荷与标准气压对不同规格不同花纹轮胎进行噪声测试,运用LMS B数据采集系统,记录轮胎在不同速度下的声压级大小,研究了轮胎噪声频谱图和随速度变化的声压折线图。
通过频谱分析,结果表明:花纹对轮胎低频噪声影响的频率段是(300~800)Hz;对于轿车轮胎,轮胎花纹噪声与车辆行驶速度呈现正相关;花纹左半部分与右半部分明显不对称,并且左右大小有明显差异的花纹可以有效降低轮胎噪声;五节距花纹更能有效减少相同频率上噪声的叠加。
【总页数】4页(P5-8)
【作者】高志彬;蒋红敏;刘志红;陈守佳
【作者单位】青岛理工大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;U467
【相关文献】
1.低噪声轮胎花纹的周期性和节距排列辨识
2.基于遗传算法的低噪声轮胎花纹节距排列的优化方法
3.低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计
4.轮胎花纹节距噪声研究及其应用
5.一种快速实现轮胎花纹节距噪声预测的方法
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轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法_赵书凯
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法赵书凯，邓世涛，丁海峰，姜晓辉（三角轮胎股份有限公司，山东威海 ２６４２００） 摘要：分析轮胎噪声影响因素，提出低噪声轮胎设计方法。
胎面花纹形状、节距及排列、胎面胶配方以及轮胎均匀性等都对轮胎噪声有一定影响；采用尽可能多的节距数，减小花纹沟深度和宽度，适当降低胎面胶硬度，减小胎冠和胎侧刚度，提高轮胎均匀性等均有利于减小轮胎噪声。
关键词：轮胎；噪声；影响因素；胎面花纹；均匀性 中图分类号：ＴＱ３３６．１；ＴＢ５３３＋．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－８１７１（２０１４）０２－００７６－０５作者简介：赵书凯（１９７５—），男，山东威海人，三角轮胎股份有限公司工程师，学士，主要从事轮胎结构设计工作。
随着高速公路的迅速发展，汽车速度大大提高，交通噪声对人体健康的影响也日益严重，汽车噪声不仅增加驾乘人员的疲劳，而且影响汽车行驶安全。
欧盟７７９号指令要求进口欧盟的轮胎要标注轮胎燃料级别、湿地抓着性能和滚动噪声，并要求欧盟各成员国自２０１２年１１月１日起实施。
轮胎噪声已经成为衡量汽车质量的重要指标之一。
近年来，高性能、低噪声轮胎在轮胎行业中占有明显优势，许多整车厂选择配套轮胎都已经将轮胎噪声作为考核的主要性能参数。
当汽车行驶速度超过５０ｋｍ·ｈ－１时，轮胎噪声就成为行驶车辆噪声的主要成分［１］；车速越快、负荷越大，轮胎噪声的能量级越高，在汽车行驶噪声中所占比例也越大。
作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标，汽车噪声也在很大程度上反映出生产厂家的设计和工艺水平。
本工作分析轮胎噪声产生机理、测试方法和影响因素，并提出低噪声花纹轮胎的设计方法。
１ 轮胎噪声分类及产生机理１．１ 分类轮胎噪声分为直接噪声和间接噪声，直接噪声由轮胎花纹和轮胎振动产生，间接噪声主要指因路面不平等原因导致轮胎振动，传递到悬挂系统和车身，造成内部空气振动产生的车内噪声。
１．２ 产生机理（１）空气紊流噪声。
低噪声轮胎花纹的周期性和节距排列辨识
３６ ９
轮
胎
工业 ຫໍສະໝຸດ ２０ 年第 ２ ０６ ６卷
低 噪声 轮 胎 花 纹 的周 期 性 和 节距 排 列辨 识
陈理 君 邹 武 李福 军 ， ， ， 吴桂 忠
（ ． 汉 理 工 大 学 自动 化 学 院 ， 北 武汉 １武 湖 ４０ ７ ；． 京 橡 胶 工业 研 究 设 计 院 ， 京 ３０ ０ ２ 北 北 １０ ３ ） ０ ０ ９
首先将 整个 轮 胎 花 纹 扫描 进 计 算 机 ， 成 花 形
纹 图案 ， 图案 中黑 色花 纹 块 转 换 为［ ］ 阵 ， １矩 白色
花纹 槽转 换 为Ｅ － ｏ］ 矩阵 。对 花 纹 图像 进行 横 向 ４ Ｏ
线 扫描 ， 每线 扫 描 有 ２０ ８个 采 样 点 。实 际 的 轮 ４ 胎 周 长 均 在 ２ ｒ左 右 ， 隔 约 １ ｎ 相 ｍｍ一 个 扫 描
３ １ ， 个 轮 胎 花 纹 节 距 排 列 为 ｂ ｂ ｅｅｅｄ ．６整 ａ ｄ ｃｃｃ－
６ ｃ 口 口６ ｃ ｃ ｃ ｅ ６ ６ ６ ｃ ｃ ｃ ６ ６ ｄｅ ｅ ｅ ｅ ６ ６ ｅ ｅ ｅ ６ ｃ 口 口 ｄｅ ｅ ｅ ｄ６ ｃ 口 口６ ｃ ｃ —
本工 作将 轮胎 花 纹 图案 转 化 成 矩 阵 ， 轮 胎 对 花 纹 的周期性 和节 距 排列进 行 辨识 。
点 。令
个花 纹块组 成 的节距 称 为单元 节距 ， 图 １所示 。 如
在轮 胎花 纹 的节 距 比例设 计 中 ， 常采 取 不 通 等节 距设 计 。在 不 等 节距 花 纹 中 ， 个 节 距 的 长 各
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低噪轮胎花纹参数优化研究
ｏｎ
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ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｔｉｍ Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｏ．．
噪胎花纹专利方案【４】【５１１６］１７］，但轮胎花纹噪声的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用数学模型以及如何设计低噪
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ．勰ｗｅｌｌ ａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｏｆ ｐｉｔｃｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｐｉｔｃｈ ｒａｔｉｏ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｒｅ ｔｒｅａｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ
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Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｖｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｉｒｅ ｔｒｅａｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ．Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｉｒｅ ｔｒｅａｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｒｅ ｎｏｉｓｅ．
ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｌｏｗ－ｎｏｉｓｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ａｒｅ ｔｈｅ
Ｕｍｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ａｎｄ Ｗｕｈａｎ ＵＩｌｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
ｔｈｅ ８０ｓ ｌａｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ．
ｔｒｅａｄ Ｐａｒｅｎａｓ ｓｔａｒｔｅｄ ｅａｒｌｉｅｒ ａｔ Ｍ．ｃｕｒｖｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｅｎｔｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｐａｒａｇｒａｐｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｂｙ ａ Ｇｅｒｍａｎ Ｔｅｓｔ Ｃｅｎｔｅｒ．
轮胎花纹噪声的发声机理及降噪技术
（ ） 据 实 际情 况 ， ５根 同时 遵循 花纹 条应 尽 可 能 多
面 的眼状振动点 ， 恰似一个声源 ， 尤其在频率较高时 ，
的原则 ， 在考虑其他物理性能 的基础上合理处理 ， 花 胎 与路 面 开 口两边 ， 阻增 大 ， 成 喇 叭筒 ， 声 形 这个 喇叭 纹 条 的宽 度 比不 宜接 近 整 数 比 。 筒 放 大 了 声 压 ， 种 现 象 成 为 “ 叭 筒 效 应 ” 这 喇 。 （） ６ 花纹块（ 或花纹 沟 ） 的声 中心能量分 布应相
．
．
Ｓｏ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｅ ｄ Ｎｏｓ ｎ ｉｅ Ｒｅ ｕ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｕ ｄ Ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ａ ｉｅ ａ ｄ Ｎｏ ｓ ｄ ｃ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｔｒ ｏ
ＹＡＮＧ ａ － ａ ｇ Ｘｉｏ ｆ ｎ
（ ａ ｇｈ ｎ ｅｔｅ ｏａｉ ａ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙＣ Ｕ ｇ，ｉｎ ｓ ａ ｃｅ ｇ２ ４ ０ ， ｈｎ Ｙ ｎ ｃｅ ｇ ｘ ｌ Ｖ ｃｔ ｎ ｌ ｅｈ ｏｏ ｏ ｅｅ Ｊ ｇｕＹ ｎ ｈ ｎ ２ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｔ ｉ ｏ ｇ ａ １
如 图 ２所 示 ，在 喇 叭 筒 正前 方 的噪 声 声 级 有 明 显增强 ， 而且 指 向性 十分 明显 。 在 喇 叭筒 的轴 心处 ， 对分散 ， 以保 证 花 纹 块 （ 花 纹 槽 ） 中心 能 量 累 加 或 声
方脉冲 的大小 和分布均匀 ，曲线下包络 的面积尽可
噪声声级 最高 ， 围次之 ， 周 形成指 向性 花瓣 ， 轮胎行 能小 ， 具体表现在不 同排的花纹 （ 或花纹 沟 ） 均匀地 进方 向的左右侧 ， 噪声增强反而不十分 明显 ， 对于高 相 对错 开 。 频噪声尤其明显 ， 而低频噪声 的指向性却不显著 。 （ ） 个 轮 胎 周 向花 纹 排 列 不 宜 采 用 等 分 重 复 ７ 一 排列 ， 应采取不等分方式布置花纹排列 ， 且相 同节距 花 纹 不重 复性 排 列 。 （ ） 采 取 细缝 结 构 软化 花 纹 块 ， 低花 纹 块 的 ８可 降
轮胎中低频噪声的降噪结构设计及性能分析
第 36 卷第 4 期2023 年8 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 36 No. 4Aug. 2023轮胎中低频噪声的降噪结构设计及性能分析刘晓昂1，2，焦湘和1，2，张曲3，甄冬1，上官文斌4（1.河北工业大学机械工程学院，天津 300130； 2.河北工业大学天津市新能源汽车动力传动与安全技术重点实验室，天津 300130； 3.宁波拓普集团股份有限公司，浙江宁波 315800；4.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510641）摘要: 针对轮胎中低频（500~2000 Hz）噪声的吸收问题，设计了一种组合吸声结构，该结构由多孔材料和卷绕空腔结构组成。
结合多孔材料和卷绕空腔的吸声原理，建立了组合式吸声结构的理论分析模型，推导了模型吸声系数表达式；利用有限元分析法，分析了组合式吸声结构在中低频频段内的吸声性能。
结果表明，组合吸声结构在500~ 2000 Hz频段内吸声性能良好，在1092 Hz频率附近出现吸声峰值，接近完美吸声。
相较于单一的多孔材料，该组合式吸声结构的吸声性能有了较大的提升；通过改变组合式吸声结构中多孔材料体积占比，研究了吸声性能的变化规律，通过绘制反射系数的复频率平面分布情况，并结合声阻抗匹配条件分析了结构的吸声机理；在阻抗管中对该组合式吸声结构进行吸声测试，验证了理论解析模型和有限元模型的正确性。
将组合吸声结构与毛毡轮罩材料叠加，研究了叠加后的吸声性能，并提出了进一步提升吸声性能的措施。
该组合吸声结构的吸声峰值频率可根据多孔材料体积占比调控，且总体厚度小，在轮胎中低频噪声控制中具有一定的效果。
关键词: 轮胎噪声；多孔材料；卷绕空腔；组合吸声结构；吸声系数中图分类号: TB535； TB533.2 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523（2023）04-1005-10DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2023.04.014引言目前，传统燃油车逐渐被电动汽车代替，在电动汽车噪声成分中，轮胎空腔低频噪声［1］（300 Hz以下）、轮胎道路中低频噪声（500~2000 Hz）成为主要的噪声源。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
管 内空气 柱振动 发声 的频 率与 花纹 沟 固有频 率 相
同， 二者 形 成谐 振 ， 引 发 共 鸣现 象 ， 导 致轮 胎 噪 声 在此频 率 处 出现 峰值 。 （ ４ ） 轮胎 弹 性振 动噪 声 。车辆 行驶 过程 中 ， 当 前沿 的胎 面花 纹进入接地 面时 ， 花纹块撞 击路 面一 起 激振 ； 当后沿 的胎 面 花纹 离 开接 地 面时 ， 胎 面花 纹恢复变形产 生振动也会产 生噪声 ， 同时会产 生连 续打击地 面的噪 声 。道 路表 面 凹凸 不平 和 轮胎 内
关键词 ： 轮Biblioteka ； 噪声； 影 响 因素 ； 胎面花纹 ； 均 匀性 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ３ ３ ６ ． １ ； Ｔ Ｂ５ ３ ３ ． ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ８ １ ７ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ７ ６ — ０ ５
随着 高速公 路 的迅 速 发展 ， 汽 车速 度 大 大 提 高， 交 通 噪声对 人体健 康 的影 响也 日益严重 ， 汽 车
也越大 。作 为汽 车 乘 坐舒 适 性 的重 要评 价 指 标 ，
汽车 噪声也 在很 大程度 上反 映 出生产 厂家 的设计
和工艺 水平 。
本 工作 分析 轮 胎 噪声 产 生 机 理 、 测试 方法 和 影 响 因素 ， 并 提 出低噪声 花纹 轮胎 的设计 方 法 。
１ 轮胎 噪声 分类 及产 生机理
１ ． １ 分 类
部激励 因素 ， 如 轮胎动不平衡 引起的操 纵系统 振动
和行驶 中轮胎 的不均匀性 引起 的共振产生 噪声 。 （ ５ ） 号 角效 应 。胎 面 沟 槽 在 接地 面 内被 完 全
轮 胎 噪声 分 为 直 接 噪 声 和 间 接 噪 声 ， 直 接
低噪声轮胎花纹设计原理与方法
低噪声轮胎花纹设计原理与方法
陈理君;张艳堃;杨立;杨光大
【期刊名称】《轮胎工业》
【年(卷),期】2001(021)005
【摘要】阐述了低噪声轮胎花纹的设计原理与方法及低噪声评价准则.低噪声轮胎花纹设计原则如下:①不同花纹块和不同花纹槽的宽度比均应取无理数比;②花纹条数越多,降噪效果越好;③花纹的节距比例应取无理数比;④花纹节距序列不要呈周期性排列;⑤花纹应有合理错位,但错位量与花纹周期不应成整数比;⑥花纹周期越长越有利于降噪.依据以上原则进行低噪声轮胎花纹设计,并进行微机仿真噪声模拟,再根据低噪声评价准则对花纹方案进行对比和择优,最后确定最佳设计方案.
【总页数】7页(P270-276)
【作者】陈理君;张艳堃;杨立;杨光大
【作者单位】武汉工业大学,应用技术研究所,湖北,武汉,430070;武汉工业大学,应用技术研究所,湖北,武汉,430070;武汉工业大学,应用技术研究所,湖北,武汉,430070;上海轮胎橡胶(集团)股份有限公司,上海,200082
【正文语种】中文
【中图分类】TQ336.1
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轮胎变节距设计
轮胎变节距设计
轮胎的变节距设计是一种降噪手段，通过调整花纹的形状，使临近的花纹大小均不相同，从而分散噪音、避免声能叠加，最终达到降噪的目的。
这种设计可以打破排气过程中的共振问题从而降低胎噪。
除了降噪效果，变节距轮胎的设计还可以提高车辆的操控性和稳定性。
由于轮胎花纹的不规则性，车辆在行驶过程中可以更好地抓住地面，提供更好的牵引力和抓地力，从而使车辆更加稳定，并提高操控性能。
变节距轮胎的设计还可以提高车辆的舒适性。
由于减少了轮胎对地面的冲击和噪音，车辆的乘坐舒适性可以得到显著提高。
这种设计还可以减少驾驶员的精神压力，使驾驶更加轻松愉快。
总的来说，轮胎的变节距设计是一种综合性能较高的轮胎设计，它不仅可以提高车辆的性能和舒适性，还可以提高车辆的操控性和稳定性。
低噪声轮胎的设计理念与技术分析
低噪声轮胎的设计理念与技术分析
荣英飞;丁海峰;于利刚;苗岱江
【期刊名称】《轮胎工业》
【年(卷),期】2013(033)003
【摘要】根据轮胎噪声源的分类,结合典型的低噪声轮胎设计,从轮胎振动噪声、空气噪声和轮胎花纹节距设计优化方面分析了当前低噪声轮胎设计的技术思路.分析结果表明,目前降低轮胎噪声的主要技术手段有以下几方面:不对称多节距的胎面花纹设计；减小横沟宽度,增加纵沟宽度；拓展轮胎噪声频谱的三维花纹沟设计；改善胎面接地压力分布,优化轮胎轮廓以降低胎体对振动激励的响应.
【总页数】4页(P131-134)
【作者】荣英飞;丁海峰;于利刚;苗岱江
【作者单位】潍坊高新技术产业开发区管委会,山东潍坊261205
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341;TB533+.2
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低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计朱国军 林成花 尹海山(桦林集团有限责任公司 157032) 摘要 分析了轮胎花纹大小、节距和形状等参数对噪声的影响以及节距的稳健性设计原则,并列举了设计实例及一组优化数据,使噪声对某些参数的敏感性降至最低。
关键词 噪声,稳健性设计,轮胎 轮胎高速行驶时产生的噪声主要是花纹噪声,而花纹噪声主要与花纹的大小、节距、形状及沟槽的几何参数等有关。
其中花纹形状对噪声的影响机理很复杂,一般只能得出定性的结论,即使使用某些水平较高的计算机仿真软件亦无法得到理想的结果。
而花纹的节距和大小对噪声的影响则已有较明确的结论,并已用于相对误差限度内均能具有较理想的性能。
1 设计原理在一般的物理模型中,将花纹块的外表面形心作为点噪声源。
实际上,每个点噪声源发出噪声的波形都呈现几个尖脉冲,故其频谱收敛较慢。
相同的花纹块产生的波形很相近,因此有着基本相同的频谱分布。
以车辆匀速直线运动作为基本情况,此时,轮胎的各种运动都以轮胎行驶1周为周期。
每块花纹产生噪声的持续时间与此周期相比都很短暂。
对于车辆本身而言,由于行驶速度远小于声速,花纹块某一周期产生的噪声早已传播至远处,下一周期产生的噪声无法与之干涉,故不存在噪声场强的叠加情况。
对于道路附近的环境,由于同一花纹块两个相邻周期发声点基线长度为轮胎外周长,小于声音在一个周期传图1 相邻花纹块噪声分析 由于P与Q互质,故L和N都可分成以ΔX=L/P=N/Q为单位的整数个区间。
对于某一频谱分量,当波长λ<ΔΧ时,都可找到一个适当的角度(θ),使得在此方向上满足:ΔX cosθ=kλ此时L cosθ及N cosθ皆为λ的整数倍,在A,B 和C点发出的噪声中,波长为λ的部分,将叠加干涉生成波阵面,以BC线为轴形成半锥角为θ的锥面分布。
在无干涉时,点噪声源辐射的声波幅值按距离平方反比规律衰减;在形成干涉的情况下,212 轮 胎 工 业 1999年第19卷产品设计中。
由于制造的误差及应用条件的变化,会使节距等参数产生一定的偏差,进而影响轮胎使用性能。
因此,需用稳健性设计对其进行优化,使噪声对某些参数的变化不太敏感,在一定的 作者简介 朱国军,男,45岁。
高级工程师。
1982年毕业于哈尔滨工业大学物理师资班。
主要从事管理信息系统开发及科学计算工作。
曾发表论文十余篇。
输的距离,同样无法形成干涉。
因此,刺耳噪声只能是某一花纹块与邻近花纹块干涉形成的。
轮胎花纹噪声是在花纹触地、压缩变形和弹性恢复阶段产生的,将持续一个短暂的时间段,同时与地面接触的几个花纹将同时产生噪声,这是发生干涉的必要条件。
以相邻的3个花纹块为例(见图1),假设块A与块B的距离为L,块B与块C的距离为N,当L/N很近似或等于一个数值较小的整数比P/Q(大致取P<100,Q<100)时,将比较容易形成干涉。
一般按距离反比规律衰减,比无干涉情况下的衰减小得多。
干涉使噪声分布呈现出两个特点:即在空间上声能集中在某个窄小的范围内和在此范围的噪声频率范围窄,因此使噪声传输距离远且刺耳。
若能在设计上使L与N公共的整数分割区间ΔX充分小,并小于声波波长,即可避免干涉的形成。
常态下,声速为340m・s-1,人耳的频率上限为20kH z,对应的最小波长(λmin)为17mm。
适当选取相邻节距L与N的比值,一般不难使Δ=11290994序号渐近分数误差14/301042338929/7-01005280331/24010006722471/55-010000836 例4 7/5Χ<λmin。
2 设计实例在实际设计中,一般选两个大于100的互质整数作为节距比L/N或选取无理数作为节距比。
从数学上讲,此时节距比可使ΔΧ充分小,但在制造中产生的误差及轮胎在接触地面区域内变形误差可使节距产生不可忽略的变化,使节距比接近一个分母不太大的分数值,从而使ΔΧ变得较大。
下面,我们假定以100作为分母的上限,对某些数值做一下数值分析。
例1 281/227=11237886渐近分数序列如下:序号渐近分数误差15/4010121145221/1-010025913326/21010002098 例2 293/229=11279476渐近分数序列如下:序号渐近分数误差15/4-01029475929/7010062383323/18-010001698432/25010005240587/68-01000064 对于无理数,也可得到类似的结果。
例3 5/3=11183216序号渐近分数误差16/501016784213/11-010013978371/60010001173 因此,对于“精心”挑选的比值,极有可能十分接近一个分母不太大的分数值。
为此,我们基于稳健性设计原则,在轮胎花纹节距比为1～100的范围内,列举所有分母小于100的分数值,找出在数轴上分布稀疏的区间,并按区间的坐标排序,得到如下结果:序号渐近数值渐近分数渐近数值渐近分数误差11108988764097/891109090909112/1101001021450 211098901099100/911110000000011/1001001098901 31110000000011/1011101010101109/9901001010101 411109*********/911111111111110/901001221001 51111111111110/911112244898109/9801001133787 611123711340109/97111250000009/801001288660 7111250000009/811126315789107/9501001315789 811141414141113/99111428571438/701001443001 9111428571438/711144329897111/9701001472754 1011164948454113/97111666666677/601001718213 11111666666677/611168421053111/9501001754386 1211197916667115/96112000000006/501002083333 13112000000006/511202*********/9901002020202 1411221052632116/951122222222211/901001169591 151122222222211/911223404255115/9401001182033 1611247422680121/97112500000005/401002577320 17112500000005/411252525253124/9901002525253 1811284210526122/95112857142869/701001503759 19112857142869/711287234043121/9401001519757 2011298969072126/971130000000013/1001001030928 211130000000013/1011301075269121/9301001075269 2211329896907129/97113333333334/301003436426312第4期 朱国军等1低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计 23113333333334/311336734694131/9801003401361 2411373737374136/991137500000011/801001262626 2511998年我国农用车超过290万辆产销率达到96115% 据中国农机工业协会农用运输分会的最新统计,1998年全行业农用运输车总产量为2931183辆,比1997年的2626160辆增长了11161%。
其中四轮农用运输车1998年产量为469414辆,比1997年的420309辆增长11168%;三轮农用运输车1998年产量为2461 769辆,比1997年的2205851辆增长11160%。
全行业1998年产销率超过96%,产销基本平衡;其中四轮农用运输车产销率为96115%,三轮农用运输车产销率达到了98173%。
[摘自《上海汽车报》,1999201231(4)]412 轮 胎 工 业 1999年第19卷137500000011/811376344086128/9301001344086 2611397959184137/98114000000007/50100204081627114000000007/511402061856136/97010020618562811427083333137/961142857142910/701001488095291142857142910/711430107527133/93010015360983011443298969140/971144444444413/901001145475311144444444413/911445652174133/9201001207729321145454545516/1111455555556131/90010010101013311494949495148/99115000000003/20100505050534115000000003/211505*********/99010050505053511544444444139/901154545454517/11010010101013611554347826143/921155555555614/901001207729371155555555614/911556701031151/97010011454753811569892473146/931157142857111/701001536098391157142857111/711572916667151/96010014880954011597938144155/97116000000008/50100206185641116000000008/511602*********/98010020408164211623655914151/931162500000013/801001344086431162500000013/811626262626161/99010012626264411663265306163/98116666666675/30100340136145116666666675/311670103093162/97010034364264611698924731158/931170000000017/1001001075269471170000000017/1011701030928165/97010010309284811712765957161/941171428571412/701001519757491171428571412/711715789474163/95010015037595011747474747173/99117500000007/40100252525351117500000007/411752577320170/97010025773205211776595745167/941177777777816/901001182033531177777777816/911778947368169/95010011695915411797979798178/99118000000009/50100202020255118000000009/511802083333173/96010020833335611831578947174/951183333333311/601001754386571183333333311/611835051546178/97010017182135811855670103180/971185714285713/701001472754591185714285713/711858585859184/9901001443001601187**********/951187500000015/801001315789611187500000015/811876288660182/97010012886606211887755102185/981188888888917/901001133787631188888888917/911890109890172/91010012210016411898989899188/991190000000019/1001001010101651190000000019/1011901098901173/9101001098901661190909090921/1111910112360170/8901001021450 设计时,先确定参数的粗略值,再按上表选取相近区间的中点。