张彬彬，赵又群，王　强

(南京航空航天大学 能源与动力学院，南京　210016)



机械弹性车轮结构参数对承载特性的影响

张彬彬，赵又群，王强

(南京航空航天大学 能源与动力学院，南京210016)

摘要：为了提高机械弹性车轮的承载能力，对影响车轮承载特性的因素进行研究。基于车轮的多体结构及輮轮分层结构，建立了机械弹性车轮非线性有限元模型，分析了輮轮厚度和弹性环截面边长等结构参数对机械弹性车轮承载特性的影响，揭示了车轮结构参数的改变对承载特性影响的规律，为机械弹性车轮结构及整车动力学特性的优化设计提供依据。

关键词：机械弹性车轮；有限元分析；承载特性；结构参数

机械弹性车轮是一种把车轮与轮胎集成为一体的新型安全车轮，不仅能实现传统轮胎的基本功能，同时由于舍弃了传统轮胎的充气结构，故不会发生轮胎穿孔、爆胎等危险状况[1-2]。

轮胎是车辆与地面主要的接触部件，其主要功能是支撑整车，缓和不平路面对车辆的冲击和振动，产生驱动力、制动力和侧向力[3]。轮胎的承载特性对汽车的动力性、经济型、安全性、平顺性和操纵稳定性具有至关重要的影响。非线性有限元分析是现代轮胎力学研究的主要内容，其基于有限元理论和车轮结构及材料参数建立的有限元模型可以较准确地描述机械弹性车轮的承载特性[4-6]。机械弹性车轮的承载特性主要由其材料参数和结构参数决定。本文进行的承载特性仿真考虑了机械弹性车轮輮轮结构的复杂性、大变形中的非线性、橡胶材料的非线性特性、与路面接触以及负荷条件等因素，较为实际地模拟了机械弹性车轮在载荷工况下的承载特性[7-9]。……