（2） 非接触法[3]

非接触法在20世纪60年代开始被使用。以非接触法得出被测物体的表面温度是采用红外线测温仪等仪器通过测定被测物体的红外线辐射量来以确定。其最大优点是可以较为精确简易的测出物体表面温度分布图而不用接触被测物体。借助于计算机技术，红外线测温仪不仅可测得物体的表面温度，还可对所研究物体等温线、同一温度下的面积比率进行研究分析，也能对滚动状态下的轮胎内的温度场进行研究进行研究。相比于接触法，非接触法有了巨大的进步，为对轮胎整体温度场分布的数学分析预测提供了条件。文献综述

1.5.2  数学物理方法

数学物理方法是使用数学物理方程，同时根据研究材料的性能以及其几何尺寸和使用的条件对轮胎的温升进行定量地预测。在20世纪40年代人们就开始对此进行研究，但由于轮胎复合材料的非线性和粘弹性以及轮胎在负荷下由于其具有可压缩性而发生的较大变形等因素的影响使这种努力得到的收获并不是很大。

1.5.3  数值计算方法[4,5]

飞速发展的计算机技术和日益完善的数值计算方法,使对轮胎内部的温度场分布分析而采用数值计算方法成为可能。现在主要采用的两种计算方法为有限差元法和有限元法，而有限元法则被广泛采用。这种方法能够精确的模拟轮胎的结构和组成轮胎的材料，同时根据轮胎的具有的性质等来直接进行对轮胎温度场的运算。根据轮胎的工作状况，在进行模拟时，考虑在不同的运转条件下，建立合理的热力学模型，最后再根据数学物理方程式利用计算机完成对轮胎温度场的模拟计算。

1.5.4  其它方法

为了预测轮胎的滚动温度也可以利用硫化胶的粘弹性。对于胎体和带束层骨架材料为人造丝的185SR14 轮胎, 根据轮胎耐久性的实验数据, Willett[6]通过回归计算导出了胎肩温度方程, 预测的温度与实测温度具有良好的相关性。来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/

1.6 研究的意义

轮胎主要由橡胶及橡胶基复合材料。橡胶材料具有粘弹性，因此车辆在行驶过程中，轮胎会反复屈挠，使轮胎轮胎滞后生热，导致轮胎各个部位的温度都因此而升高，从而使胶料强度下降，使轮胎发生肩空、肩裂甚至爆胎的现象。同时汽车轮胎在经过2小时的滚动后才能达到稳定热状态[7]。在此状态下，轮胎的生热速度和散热速度达到平衡。稳态温度是衡量轮胎耐久性及安全性的重要指标：轮胎的稳态温度越低，轮胎质量越好。

由此可见，研究轮胎的生热机理、轮胎内部温度场的分布，从而有效地控制轮胎的温升对延长轮胎的使用寿命及降低交通事故的发生率十分重要。同时在轮胎的设计和使用中,对合理设计轮胎结构和胶料配方、缩短设计周期、降低费用以及在使用中合理安排使用条件等都具有重要的经济价值和社会意义。

同时通过建立车辆轮胎的模型，考虑各种情况对温度场的影响，如车速、负荷等，并以此模拟行驶中的车辆轮胎的温度分布，为车辆红外模拟提供依据。

2  轮胎温升原理

轮胎在行驶过程中的所产生的热主要来源于两个方面，一是轮胎由于摩擦而生热，二是轮胎组成材料的滞后生热。

2.1  滞后生热[8]

    滞后生热是由轮胎材料的交变变形而引起的，在动态循环曲挠变形中，由于应力应变不同步，从而产生了能量损失，转化成热能，进而使轮胎温度升高。

汽车在行驶的过程中，车轮受力如图1所示，收到垂直载荷W，车轮载荷反作用力Fz，地面摩擦力Fx，水平推力Fm。由于轮胎的受力变形，Fz作用点位于轴心前方，定义偏心距为a。