Page 95 - 《橡塑技术与装备》2024年8期

测试与分析 孙绪利 等·轮胎垂向刚度实验方法研究

轮胎垂向刚度实验方法研究

孙绪利，颜振，李慧敏，张凯凯，王龙庆
( 青岛森麒麟轮胎股份有限公司，山东 青岛 266229)

摘要 ： 主要介绍了不同垂向刚度的测试方法的区别，同时分析了轮胎侧倾角、滚动速度及加载频率对轮胎垂向刚度的影响。
结果表明 ：随侧倾角的增加，轮胎静态垂向刚度先增加后逐渐减小 ；随滚动速度增加，轮胎动态垂向刚度先减小后逐渐增加，且
在一定速度范围内，轮胎动态垂向刚度小于速度为零时的刚度 ；随加载频率的增加，轮胎动态垂向刚度逐渐增加。
关键词 ： 轮胎刚度 ；侧倾角 ；滚动速度 ；加载频率
中图分类号 ： TQ336.1 文章编号 ： 1009-797X(2024)08-0043-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.08.010

轮胎作为车辆与路面之间的唯一接触部件，也作 行，此方法垂向刚度为垂直载荷 - 负载半径（FZ-RL）
为车辆的减振元件，其滚动特性对车辆的平顺性有很 曲线的斜率，试验在美国 MTS 六分力试验机上进行，
大影响。不平路面的激励通过轮胎的传递、过滤，将 试验设备精度更高。
振动传递给车身及驾驶员，这一过程中轮胎的垂向刚 1.1 静态垂向刚度 - 方法一
度、阻尼起着重要作用。轮胎的动态性能很大程度上 方法一是在国标 GB/T23663—2020 基础上加以
决定着车辆的平顺性，然而长期以来，人们常用轮胎 改进，在径向载荷作用下，径向力的变化与轮胎径向形
的静态垂向刚度代替动态垂向刚度，实际上两种刚度 变量间的比值，测试气压 230 kPa，测试载荷 492 kg。
大不一样，造成的误差也很大，这样的替代是不合理 其计算方法如下 ：
的。轮胎常用的静态刚度法是在轮胎不滚动状态下测 静态垂向刚度 =（径向力 2- 径向力 1）/（径向
量，测量轮胎下沉量与力的变化，动态刚度法常用轮 位移 2- 径向位移 1），单位 N/mm ；
胎跌落法和激振器激振法但这两种方法均是在轮胎不 径向力 1 ：径向力 1=（基准径向力 -250 N），单
滚动状态下进行 [1~3] ，本文采用的动态刚度法是在六 位为 N ；
分力测试设备上轮胎滚动状态下进行测试。本文通过 径向力 2 ：径向力 2=（基准径向力 +250 N），单
选取规格为 205/55R16 的不同胎面胶料的轮胎（A/B/ 位为 N ；
C 三方案胎面胶料邵氏 A 硬度分别为 67/62/64）对比 径向位移 1 ：径向力 1 所对应的位移量，单位为
了静态垂向刚度、动态垂向刚度试验方法的差异，并 mm ；
分析了轮胎侧倾角、滚动速度及加载频率对轮胎垂向 径向位移 2 ：径向力 2 所对应的位移量，单位为
刚度的影响。 mm ；
2
基准径向力 = 试验中施加径向负荷 ×30%×9.8 m/s ，
1 静态垂向刚度 单位为 N。
本文采用两种静态垂向刚度试验方法，两种方法 图 1 为不同方案轮胎试验过程垂向载荷随径向形
采用的都是径向力的变化与轮胎径向形变量间的比值， 变量的变化，由上计算可得三种方案轮胎的静态垂向
不同的是第一种试验方法是在 GB/T23663—2020 基 刚度分别为 200.0 N/mm、203.3 N/mm、205.8 N/mm，
础上加以改进，计算特定径向力与对应径向位移的比
值，试验设备为汕头浩大的轮胎综合性能试验机，第 作者简介 ：孙绪利（1989-），男，工程师，硕士研究生，
二种试验方法采用的垂直载荷输入以线性扫掠形式进 主要从事轮胎结构设计与性能研究方面工作。
收稿日期 ：2023-03-01

年
2024 第 50 卷 ·43·