为什么要研究基于自定义特征的子午线轮胎结构参数化系统的设计？

随着汽车行业的发展，国内汽车保有量逐年上升，轮胎的需求量也在不断增大。作为车辆与地面接触的唯一部件，轮胎稳定性对驾驶人员和行人的安全起着至关重要的作用。因此，轮胎结构设计受到越来越多的重视，而轮胎结构影响着轮胎耐磨性能、抓着性能、侧向稳定性以及车辆减振性能。

子午线轮胎结构复杂，设计人员可能因为某一细小缺陷需要反复重建三维模型，容易出错且效率较低。本工作以CATIA和Microsoft Visual Studio 9.0为开发平台，CAA为基础库函数，C++为基础语言，完成了子午线轮胎结构参数化系统的设计，以提高子午线轮胎结构的设计效率。

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子午线轮胎结构参数化系统

为实现三维轮胎结构的快速创新设计，在延续并运用传统设计方法的基础上，提出基于自定义特征下参数化的子午线轮胎结构建模方法，基于该方法开发出子午线轮胎结构参数化设计系 统。该系统包括负荷确定和轮胎轮廓、胎圈、胎体、带束层、冠带层设计模块，各模块间相互独立，可单独进行设计和修改，系统主界面如图1所示。

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负荷确定

轮胎结构设计前应先进行负荷计算，确定负荷是否达到要求，达到要求后方可进行下一步设计。轮胎充气外缘尺寸确定后，通过计算得到的轮胎负荷称为理论负荷，其必须大于标准负荷（大于3%～5%为佳）。负荷确定模块有载重子午线轮胎和轿车子午线轮胎负荷验算功能，其中轿车子午线轮胎系列包括50，60，70，78和82等。本研究采用海尔公式，分别确定载重子午线轮胎和轿车子午线轮胎理论负荷。 

（1）载重子午线轮胎理论负荷计算公式如下：

式中：

W

为轮胎理论负荷，kN；

K

为负荷因数，单胎

K

＝1. 4，双胎

K

＝1. 1；

P

为轮胎充气压力，kPa；

B

m

为W1/

B

′ 为62.5%的理想轮辋上轮胎充气断面宽度，cm；

D

R

为轮辋名义直径，cm；

W

1

为设计轮辋宽度，cm；

B

′为轮胎充气断面宽度，cm。

（2）轿车子午线轮胎理论负荷计算公式如下：

式中：

B

d

为扁平轮胎在理想轮辋上的断面宽度， cm；

d

为圆形轮胎设计断面高度与扁平轮胎最大断 面高度之差，cm；

B

0.7

为计算参数；

H

为轮胎最大断 面高度，cm。

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