刘 晨，李凡珠，卢咏来，张立群

（北京化工大学 有机无机复合材料国家重点实验室，北京 100029）

1888年，充气轮胎问世并迅速成为车轮的主导轮胎类型[1]，其技术的发展极大地提高了人们的生活质量。但充气压力的存在使轮胎设计受到了很大的限制；同时，充气轮胎的结构特点也带来了一定的安全隐患，从而造成车辆通过性降低或易丧失机动性[2-3]。非充气结构设计使轮胎的力学性能得以优化，且免去了充气和检查胎压的环节，解决了充气轮胎易引发安全事故的问题。因此，摆脱传统充气轮胎的结构设计，研发新型非充气结构安全轮胎成为当前轮胎领域的一种趋势。

本工作基于前阶段对于20款非充气轮胎的研究[4]，进一步对其进行结构设计和力学性能分析，并对其今后的发展做出展望。

1 充气轮胎的特性及其存在的问题

1.1 充气轮胎的特性

轮胎作为车辆与道路直接接触的唯一部件，起到承载车体质量、缓冲外界冲击、为车辆提供足够驱动力和制动力以及方向稳定性的作用。充气轮胎具有在粗糙路面滚动时能量损失较低以及垂向刚度和接地压力较小、承载效率较高的特点，其结构决定了其在复杂的行驶环境中存在不抗刺扎或爆胎等安全隐患[5-6]。

1.2 充气轮胎存在的问题

1.2.1 不抗刺扎

当车辆在地形恶劣、路面粗糙不平的环境中行驶时，轮胎难免会因接触到尖锐物而被扎破，从而发生泄气甚至爆胎，以致无法继续行驶。轮胎在泄气失压后的安全性能对车辆及驾驶人员有着至关重要的影响[7-8]。……