滑轨式内支撑安全轮胎零压滚动机理与优化方法研究

Run-flat tire technology is an important solution to solve tire burst and puncture problem. Because of simple construction and strong bearing, insert supporting run-flat tire becomes the mainstream technology in the field of research. However, it can not meet operating requirements of heavy load, high mobility and long distance for heat dissipation and weight when a vehicle runs with tire punctured. Therefore, sliding insert supporting run-flat tire is proposed in this project. Flat tire rolling dynamic model based on ring model and tire brush model and kinematic model of tire rubber-internal supporting insert-rim will be builded. The principles of tire forces and friction heat will be presented. The tire design and optimization method will be proposed based on the coupled effect of tire structural mechanics and internal supporting insert kinematic. The influence rule of structure topology and design parameters and its impact on tire characteristics of sliding inserts supporting run-flat tire will be revealed. At last, Through computer simulation and experimental study, tire characteristics will be analyzed. The project will build national independent intellectual property rights on the new run-flat tire. The research results can be used in wheeled vehicles field directly.

安全轮胎技术是解决爆胎、防刺扎等问题的重要途径。内支撑式安全轮胎具有结构简单、承载能力强等优点，是安全轮胎技术领域的主流发展方向。但是该类型的安全轮胎在零压行驶工况存在散热、质量较重等问题，不能满足车辆大负荷、高机动、长距离的使用要求。基于此，本项目提出对滑轨式内支撑安全轮胎零压滚动机理与优化方法进行研究，首先，基于环模型和刷子模型理论构建适合内支撑式安全轮胎结构特征的零压滚动动力学模型，建立轮胎橡胶-内支撑体-轮辋运动学模型，分析轮胎力和生热的机理及其影响因素；其次，研究内支撑结构拓扑、设计参数等对轮胎特性的影响规律，提出一种基于轮胎结构力学与内支撑运动学耦合的轮胎设计与优化方法；最后进行轮胎基本工作特性仿真与试验验证方法的研究。项目研究成果将形成我国完全自主知识产权的安全轮胎技术，可应用于轮式车辆等领域。

安全轮胎技术是解决爆胎、防刺扎等问题的重要途径。内支撑式安全轮胎具有结构简单、承载能力强等优点，是安全轮胎技术领域的主流发展方向。但是该类型的安全轮胎在零压行驶工况存在散热、质量较重等问题，不能满足车辆大负荷、高机动、长距离的使用要求。基于此，本项目提出对滑轨式内支撑安全轮胎零压滚动机理与优化方法进行研究，首先，基于环模型和刷子模型理论构建适合内支撑式安全轮胎结构特征的零压滚动动力学模型，建立轮胎橡胶-内支撑体-轮辋运动学模型，分析轮胎力和生热的机理及其影响因素；其次，研究内支撑结构拓扑、设计参数等对轮胎特性的影响规律，提出一种基于轮胎结构力学与内支撑运动学耦合的轮胎设计与优化方法；最后进行轮胎基本工作特性仿真与试验验证方法的研究。.项目负责人围绕设定的研究目标，通过理论建模、仿真分析与试验研究等手段开展了系统性研究工作。在项目实施期间，取得了同行认可的、具有创新性的研究成果，共发表SCI/EI检索期刊论文6篇，中文核心论文1篇，会议论文2篇，另有2篇SCI源刊、1篇EI源刊论文在审；申请发明专利21项（包括授权发明专利9项），软件著作权2项。基于项目研究成果，申请获批中国博士后科学基金特别资助项目1项、中国博士后科学基金面上项目一等资助1项、交通行业重点实验室开放课题1项。项目负责人2019年入选江苏高校“青蓝工程”、江苏省“双创计划”资助，获江苏省汽车工程学会创新创业大赛三等奖1项。.项目取得的创新性成果已在东风汽车有限公司、北京中资燕京汽车有限公司等多家企业应用，取得了显著的社会效益，获2019年度国防技术发明二等奖（排名第3），2019年度江苏机械工业科技进步一等奖（排名第2），相关研究成果得到了中国工程院院士郭孔辉、中国工程院院士林忠钦、中国工程院院士李骏等多名科学家的高度评价。