[发明专利]一种轮胎抗滑水的胎面花纹设计方法

说明书

本发明提供了一种轮胎抗滑水的胎面花纹设计方法，包括如下步骤：构建轮胎滑水模型，进行轮胎滑水仿真分析；确定所述胎面花纹结构设计参数的取值范围；利用试验设计方法对胎面花纹结构参数进行方案设计，对不同试验方案下的模型进行轮胎滑水仿真分析，获取各方案下的动水升力；构建胎面花纹结构设计参数与动水升力间的函数关系；对目标响应值进行优化设计，将动水升力最小时的胎面花纹结构设计参数作为最优的轮胎胎面花纹布置形式。本发明可有效降低轮胎胎面花纹结构的设计周期，进而提升产品开发效率，与此同时也能够改善轮胎的抗滑水性能，提升驾驶人员的乘车安全。

技术领域

本发明涉及轮胎设计领域，尤其涉及一种轮胎抗滑水的胎面花纹设计方法。

背景技术

当汽车在积水路面上行驶时，超过一定的车速，在水膜的影响下会使轮胎和路面逐步脱离接触，此时轮胎易发生打滑现象，汽车将丧失制动力和转向力，严重威胁着驾驶人员的乘车安全。因此，有效地提升轮胎抗滑水性能是摆在轮胎研究工作者面前的一个重要问题。

胎面是轮胎与路面直接接触的部位，胎面的花纹形式对轮胎的抗滑水性能有着重要的影响，因此深入研究胎面花纹的布置形式进而指导胎面花纹的结构设计则显得尤为必要。

而目前，国内外学者对于轮胎胎面花纹结构的改进多集中于从众多试验方案中寻找性能最优的方案作为改进方案，这就导致在改进过程中轮胎胎面花纹结构参数的选取受限于所设计的试验方案，并存在很大的不确定性和盲目性，也会造成产品开发效率低等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种轮胎抗滑水的胎面花纹设计方法，该方法能够有效避免在轮胎胎面花纹结构设计过程中存在的盲目性问题，可有效降低轮胎胎面花纹结构的设计周期，进而提升产品开发效率，与此同时也能够改善轮胎的抗滑水性能，提升驾驶人员的乘车安全。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种轮胎抗滑水的胎面花纹设计方法，包括如下步骤：

构建轮胎滑水模型，进行轮胎滑水仿真分析；

设置胎面花纹结构设计参数，以胎面处所受的动水升力作为目标响应值，构建轮胎胎面花纹结构设计参数与动水升力间的函数关系；

对目标响应值进行优化设计，将动水升力最小时的胎面花纹结构设计参数作为最优的胎面花纹布置形式。

进一步，构建胎面花纹结构设计参数与动水升力间的函数关系，具体为：

确定所述胎面花纹结构设计参数的取值范围；

利用试验设计方法对胎面花纹结构参数进行方案设计，对不同试验方案下的模型进行轮胎滑水仿真分析，获取各方案下的动水升力；

根据不同试验方案下的胎面花纹结构参数和动水升力，构建胎面花纹结构设计参数与动水升力间的函数关系。

进一步，所述胎面花纹结构设计参数包括第一纵向沟槽与胎面中心的距离L₁、第二纵向沟槽与胎肩处距离L₂、横向沟槽间距D和横向沟槽曲率半径R。

进一步，确定所述胎面花纹结构设计参数的取值范围，具体为：第一纵向沟槽与胎面中心的距离L₁的取值范围在轮胎胎面宽度的0-5％倍之间；第二纵向沟槽与胎肩处距离L₂的取值范围在轮胎胎面宽度的15-30％倍之间；横向沟槽间距D的取值范围在轮胎圆周周长的5％—8％倍之间；横向沟槽曲率半径R∈[62.53,83.38]。

进一步，所述试验设计方法为最优拉丁超立方试验设计方法。

进一步，利用克里金法Kriging近似模型构建胎面花纹结构设计参数与各方案下动水升力间的函数关系。