輪胎花紋泵浦噪聲分析方法及低噪聲花紋設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)車速超過70km/h時(shí)，輪胎花紋噪聲成為車輛重要的噪聲源之一。在乘用車子午線輪胎噪聲中，花紋噪聲為其重要的組成部分，而輪胎花紋噪聲主要由于滾動(dòng)輪胎花紋溝內(nèi)部氣流的泵浦效應(yīng)產(chǎn)生，故也被稱為泵浦噪聲。泵浦噪聲的強(qiáng)度直接與花紋溝槽在通過接地區(qū)域時(shí)花紋溝槽變形有關(guān)，花紋溝的形狀和尺寸是影響泵浦噪聲的主要因素。近年來，歐盟輪胎標(biāo)簽法以及我國(guó)出臺(tái)的《綠色輪胎技術(shù)規(guī)范》均對(duì)輪胎噪聲性能提出了明確的要求。因此，開展泵浦噪聲的發(fā)聲機(jī)理、提出有效預(yù)測(cè)泵浦

2、噪聲的方法以及研究降低花紋泵浦噪聲的設(shè)計(jì)方法，對(duì)于設(shè)計(jì)低噪聲輪胎具有顯著的意義。
　　本文通過分析乘用車子午線輪胎花紋接地區(qū)變形特點(diǎn)，提出花紋泵浦噪聲的分析及評(píng)價(jià)方法，并以此評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)開展低噪聲輪胎花紋設(shè)計(jì)。以某公司生產(chǎn)的205/50R16子午線輪胎AU01花紋結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，建立了具有復(fù)雜花紋的輪胎有限元模型，利用Abaqus有限元軟件進(jìn)行瞬態(tài)滾動(dòng)分析，得到花紋溝體積變化信息;通過試驗(yàn)測(cè)試了輪胎接地區(qū)分布?jí)毫安煌恢没y溝

3、底下沉量，并與仿真結(jié)果對(duì)比分析具有較好的一致性，驗(yàn)證了仿真模型的有效性。
　　依據(jù)接地區(qū)輪胎花紋特征，建立了花紋溝槽CFD分析模型，通過應(yīng)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)(UDF)把花紋溝槽變形特征信息施加在花紋溝CFD模型上，重現(xiàn)滾動(dòng)輪胎花紋溝槽體積變化特性。計(jì)算包含定常和非定常計(jì)算兩部分，定常計(jì)算Realizablek-ω模型求解，并將其作為非定常計(jì)算的初始流場(chǎng);非定常計(jì)算采用大渦模擬(LES)方法，結(jié)合Lighthill聲學(xué)類比理論，求解FW-

4、H方程預(yù)測(cè)花紋溝槽的泵浦噪聲，并通過與試驗(yàn)對(duì)比檢驗(yàn)泵浦噪聲預(yù)測(cè)方法的有效性。
　　分析了輪胎使用因素對(duì)花紋泵浦噪聲的影響;結(jié)果表明，載荷和速度的增加會(huì)加劇花紋泵浦噪聲，輪胎氣壓增加會(huì)抑制花紋泵浦噪聲。在此基礎(chǔ)之上提出了花紋溝體積變形速率對(duì)輪胎花紋泵浦噪聲進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。
　　為了提高輪胎的噪聲性能，依據(jù)對(duì)花紋泵浦噪聲研究分析所得出的結(jié)論，本文對(duì)輪胎花紋進(jìn)行了再設(shè)計(jì)。設(shè)置了三種有效降低花紋泵浦噪聲的新方案，分別是花紋溝加強(qiáng)筋設(shè)