摘要：实心轮胎是用于低速、高负荷运行车辆的特殊工业轮胎，广泛应用于各种工业车辆、建筑机械车辆、港口机场的拖挂车辆等。轮胎在滚动过程中的生热是降低轮胎寿命的主要因素，因此研究轮胎内部温度场的变化规律，对轮胎的结构设计及胶料配方设计提出合理的改进方法具有重要的意义。66218

在对车辆行驶过程轮胎温度场的分析过程中，考虑了橡胶轮胎由于弹性变形产生的内热源以及车轮与地面摩擦的生热，并依此较为合理的建立了滚动工况下轮胎三维有限元分析模型。借助有限元分析软件Fluent，研究了车辆在不同行驶速度和不同车辆的负荷下轮胎的温度场的变化，并分析讨论了速度和车辆负荷对实心轮胎温度场的影响。

毕业论文关键词 实心轮胎 温度场 车速 负荷 有限元分析

Title  Analysis of Temperature Field of Rolling Vehicle＇s Tire

Abstract

Solid tires are special and industrial vehicle tires which are used for low-speed and high-load operation. They are widely used in various industrial vehicles, construction machinery vehicles, trailer vehicles of ports or airports, and so on. The heat produced while tires are rolling is the main factor to reduce tires＇s life. So the research of variation of the internal temperature field of tires can be used to make it reasonable to improve the rubber formula design and structure design of tires, and it has important significance.

  In the process of the analysis of the temperature field of tires while the vehicle is moving, considering the inner heat source of the rubber tire due to elastic deformation and the heat because of the friction between wheel and the ground, a three-dimensional finite element model for analyzing the rolling tire condition was established based on reasonable hypotheses. The temperature field of the solid tire under various loads and various speeds was researched with the help of Fluent, and the influence of speed and load of the vehicle on the temperature field of the tire is discussed and analyzed.

Keywords Solid tire; Temperature field; Speed; Load; Finite element analysis

目   次

1  引言 1

1.1  实心轮胎的介绍 1

1.2  实心轮胎的功能特点 1

1.3  轮辋的介绍 1   1.4  轮胎的生热和温升及其影响因素 1

  1.5  滚动轮胎温度场研究现状 2

1.6 研究的意义3 

2  轮胎温升原理 4

2.1  滞后生热 4

2.2  摩擦生热 7 

3  关于车轮轮胎的内热源的计算 7

3．1  车轮和地面接触角的求法7 

3.2 车轮变形能的求法8

3.3 内热源的计算9

4  有限元建模14 

4.1  对软件Fluent的介绍 14

4.2  UDF程序15

4.3  建模16 

5  仿真结果与分析20

5.1  定速度不同车重下的温度场20 

5.2  定车重不同车速下的温度场26

结论 33 

致谢 34

参考文献 35

1  引言

1.1  实心轮胎的介绍

实心轮胎胎体是实心的，不用帘线作骨架，不必充气，故不需内胎或气密层。最早的轮胎就是实心轮胎。实心轮胎目前仅用于低速行驶的高负荷车辆或机械，也用于固定位置的机械。

实心轮胎一般分为两种，一种为黏结式，是指橡胶直接硫化在轮辋上的轮胎；另一种是非黏结式，是指橡胶硫化后再固定住轮辋上的轮胎。

其次，若按形状实心轮胎又可以分为圆柱式实心轮胎和斜底式实心轮胎；若按用途又可以分为抗电型、导电型、耐油型、高负荷型以及环保无痕型等种类。