仿生凹坑形減阻結(jié)構(gòu)及其對輪胎抗滑水性能影響研究.pdf

1、輪胎作為汽車與地面接觸的唯一部件，提供了汽車行駛所必須的牽引力、制動力、側(cè)向力以及振動吸收等，其性能對汽車具有重要影響。汽車在積水路面行駛時，一旦輪胎與地面之間的積水無法及時排除，輪胎與路面間產(chǎn)生的動水壓力將使二者逐漸脫離接觸，出現(xiàn)輪胎滑水現(xiàn)象，嚴重威脅行車安全。
　　由于輪胎性能間的不相容性，在提升某一性能時往往會造成其他性能的降低。為此，論文總結(jié)分析了國內(nèi)外輪胎滑水及仿生非光滑結(jié)構(gòu)減阻的研究現(xiàn)狀，將仿生凹坑形非光滑結(jié)構(gòu)引入到輪

2、胎花紋設(shè)計中，以期利用仿生減阻方法，通過提升花紋溝排水能力提升輪胎抗滑水性能，突破目前存在的技術(shù)瓶頸。
　　利用Fluent軟件建立了輪胎滑水的CFD（計算流體力學）分析模型，采用VOF二相流模型對輪胎滑水進行數(shù)值模擬，分析了水流運動及胎面動水壓力變化規(guī)律，并預測了輪胎的臨界滑水速度。進而將仿生凹坑形非光滑結(jié)構(gòu)布置于輪胎縱向花紋溝底部，并對其減阻特性進行數(shù)值分析。
　　為了尋求一種最優(yōu)的仿生凹坑結(jié)構(gòu)及分布形式，通過正交試驗法

3、設(shè)計了“一”字形分布（矩形分布）與“人”字形分布的試驗方案，運用統(tǒng)計分析的方法對減阻效果進行分析，結(jié)果表明，人字形分布具有更優(yōu)的減阻效果，進而獲得了人字形分布的最優(yōu)參數(shù)組合。
　　在優(yōu)選凹坑結(jié)構(gòu)參數(shù)模型基礎(chǔ)上，借鑒流線型（水滴形）結(jié)構(gòu)能夠減小壓差阻力的思想，將原始圓形凹坑設(shè)計咸水滴形凹坑結(jié)構(gòu)，并對其進行減阻性能分析。結(jié)果表明，水滴形凹坑能夠顯著降低凹坑表面所受到的壓差阻力，并且使粘性摩擦阻力也得到部分降低。將這種水滴形凹坑結(jié)構(gòu)布置