仿生凹坑形减阻结构及其对轮胎抗滑水性能影响研究.pdf

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1、仿生凹坑形减阻结构及其对轮胎抗滑水性能影响研究ResearchofBionicPitDragReductionStructureandItsInnuenceonTireAnti_hydroplaningPerf．0rmance专业名称奎堑王猩2014年6月学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借

2、阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：商开瓤指导弘忡年67月／o曰独创性声明《㈣删㈣㈣㈣㈣删Y2537694本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：荫曲鑫日期：加／峰年易月／，口日江苏大学硕士学位论文摘要轮胎作为汽车与地面接触的唯一部件，提供了汽车行驶所必须的牵引力、制动力、侧向力以及振动吸收等，其性能对汽车具有重要影响。汽车在积水路面行驶时，一旦轮胎与地面之问的积水无法及时排除，轮胎与路面问产生的动水压力将使二者逐渐脱离接触，出现轮胎滑水现象，严重威胁行车安全。由于轮胎性能间的不相容性，在提升某一性能时

4、往往会造成其他性能的降低。为此，论文总结分析了国内外轮胎滑水及仿生非光滑结构减阻的研究现状，将仿生凹坑形非光滑结构引入到轮胎花纹设计中，以期利用仿生减阻方法，通过提升花纹沟排水能力提升轮胎抗滑水性能，突破目前存在的技术瓶颈。利用F1uent软件建立了轮胎滑水的cFD(计算流体力学)分析模型，采用VOF二相流模型对轮胎滑水进行数值模拟，分析了水流运动及胎面动水压力变化规律，并预测了轮胎的临界滑水速度。进而将仿生凹坑形非光滑结构布置于轮胎纵向花纹沟底部，并对其减阻特性进行数值分析。为了寻求一种最优的仿生

5、凹坑结构及分布形式，通过正交试验法设计了“一”字形分布(矩形分布)与“人”字形分布的试验方案，运用统计分析的方法对减阻效果进行分析，结果表明，人字形分布具有更优的减阻效果，进而获得了人字形分布的最优参数组合。在优选凹坑结构参数模型基础上，借鉴流线型(水滴形)结构能够减小压差阻力的思想，将原始圆形凹坑设计成水滴形凹坑结构，并对其进行减阻性能分析。结果表明，水滴形凹坑能够显著降低凹坑表面所受到的压差阻力，并且使粘性摩擦阻力也得到部分降低。将这种水滴形凹坑结构柿置于轮胎沟槽底部，能够降低轮胎在水膜上行驶时

6、所受到的胎面动水压力，提高花纹沟排水量和轮胎临界滑水速度。关键词：轮胎滑水，凹坑形结构，减阻，数值模拟仿生凹坑形减阻结构及其对轮胎抗滑水性能影响研究江苏大学硕士学位论文AbstractTireisoIllycarpartthatcontactwithground，a11ditsperfb唧ancehasimportantimpactont11ec缸TirepmVides付le仃actionforce，bral(ingforce，comering向rce，Vibrationabs唧tiona11ds0

7、on．珊1iledriVinginwaterfilm，oncemewaterbetweenthetirea11dtlle莎oundcall’tbedischargedtimely，tllehydrodyn锄icpressurewillmal(etb啪outofcontact黟坷ually-Itwilloccurtirebydr叩1a11inga11dthreatto仃amcsafety．Becauseofmeincompatibilitybetweentireperfonnances，wtlilee

8、nhancingonep曲衄ance，itwillreduceotherperf-omlaIlces．Therefore，t11ispapersummarizesa11da11alyzesthedomestica11dfbrei印researchstatusoftirehydroplallingandbjonicpitdragreductionstnlctllre．Pitnon—smoothstnlctureisintroducedtotiredesigninorde