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绿色轮胎的设计方法
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从理论上讲,降低汽车油耗的途径有轻量化、减小轮胎滚动阻力及采用稀混合气发动机等。实际上,只有减小轮胎滚动阻力才是最切实可行的绿色轮胎设计途径,研究结果表明,轮胎的模具、花纹设计和轮胎结构和材料均对轮胎滚动阻力有影响。克服轮胎滚动阻力消耗的燃油占汽车总油耗的14.4%,而仅由胎面产生的滚动阻力就占轮胎滚动阻力的49%,其他部件的影响比例分别为:胎侧14%、胎体11%、胎圈11%、带束层8%、其余部件7%。由胎面直接造成的油耗约占7.1%。降低胎面的滚动阻力并保证抗湿滑性能良好将是绿色轮胎最基本的要求。绿色轮胎技术主要从选择合适的胶种和配合剂,改进胎面胶料配方入手,再辅以减薄胎体、优化轮胎轮廓等结构设计手段,来达到降低轮胎滚动阻力的目的。可以预料,计算机辅助设计技术的介入和聚合物分子定向设计成果的推出,无疑将加速绿色轮胎开发进程。 子午化、无内胎化和扁平化是轮胎结构设计发展的方向, 也是绿色轮胎的首选。绿色轮胎胎面一般由胎面胶和胎面基部胶两部分组成, 胎面胶的动态模量大于胎面基部胶, 胎面基部胶厚度与胎面胶厚度之比为0. 25~ 0. 70。通过用有限元法分析轮胎的水滑现象, 可以设计出能够明显改善水滑现象的胎面花纹, 如固特异公司的A quat red、米其林公司的Catamaran、普利司通公司的F170C 和倍耐力公司的P5000Dr ag o 等轮胎。 轮胎结构 大体可分为两种,即子午线结构和斜交结构。子午线结构与斜交结构的根本区别在于胎体。胎体是轮胎的基础,它是由帘线组成的层状结构。胎体层上部有帘线为周向排列的带束层,这种结构使帘线强度能够得到充分利用,故子午胎的帘布层数比斜交轮胎少40%-50%。从设计上讲,斜交轮胎有很多局限性,由于斜交轮胎交叉排列的帘线强烈摩擦,使胎体容易生热,而且加速胎面花纹磨耗,其帘线布局也不能很好地提供优良的操纵性能和乘坐舒适性;而子午线轮胎的钢丝带束层则有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击,且经久耐用。它的帘布层结构还意味着在行驶中有小得多的摩擦,从而获得较长的胎面寿命和较好的燃油经济性。子午线轮胎本身的优点使轮胎无内胎化成为可能。无内胎轮胎有一个公认优点,当轮胎被扎破后,不是像有内胎的轮胎(普通的斜交胎是有内胎的)那样爆裂,而是在一段时间内保持气压,从而提高了安全性。由于子午线轮胎胎体的特殊结构,使得在行驶中轮胎的路面抓力大、效果好,装有子午线轮胎的汽车与装有斜交轮胎的汽车相比,其耐磨性可提高50%-100%,滚动阻力降低20%-30%,可以节约油耗约6%-8%。也正因为这样,同样车型选用子午线轮胎比选用斜交轮胎操纵性好,有较好的驾驶舒适性。轮胎断面宽度增大时,滚动阻力呈下降趋势。这是因为轮胎断面宽增加而使胎侧部刚性减小,而对滚动阻力影响较小的侧部的变形增加,对滚动阻力影响较大的胎面部的变形减小所致。另外,随着轮胎断面宽度的加宽,胎面、带束层等主要部位的能量损失减小。因此加大轮胎断面宽度对降低滚动阻力有利。如果胎圈部的填充胶条高度增高,则滚动阻力亦增加。因为随着填充胶条高度增高,产生滞后损失的物质体积增加,胎侧下部的能量损失亦增加。另外,填充胶条高度增加会因胎侧的刚性增加而使胎侧部变形减小,而对滚动阻力影响较大的胎面部的变形相对增大,这会导致滚动阻力增加。目前,胎体结构设计是向低断面方向发展。 胎面半径增大时,可降低轮胎的滚动阻力。这是因为胎面半径增大时轮胎产生平面接地屈挠变形,使因轮胎断面方向的屈挠变形所产生的应变能变小的缘故。也就是说,滚动阻力随着胎面半径的增大而减小,这主要得益于胎冠部和带束层能量损失减小。今后绿色轮胎胎面结构应朝如下方向发展:(1)双层胎面双层胎面轮胎具有高速、稳定、耐磨及生热低等优点,一般是由胎面和胎面基部两部分构成,其胎面与胎面基部胶具有不同的动态模量和tanδ。有关文献指出,胎面动态模量大于胎面基部动态模量(≥8.5 MPa),tanδ大于0.12,胎面基部厚度与胎面厚度之比为0.25-0.70。(2)发泡胎面发泡胎面是由发泡橡胶制成的,除胎面胶的一般组分外,还含有结晶型间同立构1,2-聚丁二烯(粉末状,平均粒径为60 nm),再配合发泡剂、抗氧剂等其他助剂。试验表明,使用发泡胎面制备的轮胎在干、湿路面上特别是在冰面上具有良好的制动和牵引性能,即使在炎热的夏季也完全能够保持驾驶稳定性、耐久性和低油耗,因此是绿色轮胎胎面胶的发展方向。在进行轮胎结构设计时必须能够在不降低与滚动阻力相互矛盾的其他特性(湿滑性、安全性、振动性等)的前提下降低滚动阻力。作为具体的降低滚动阻力方案,必须综合考虑轮胎形状和橡胶配置,特别是要考虑对由复合材料构成的带束层、胎体帘布层滚动阻力的影响。作为轮胎结构研究,不能仅凭过去的直觉和经验,还要用模拟技术来加速低滚动阻力轮胎的开发。有限元法采用橡胶材料的能量结构方程式已有数十年的历史,已从线性弹性方程式过渡到Mooney-Rivlin方程式,最近还在大变形领域引入了非线性结构方程式。作为以轮胎为代表的许多工业橡胶材料使用的填充橡胶,在0-100%的应变领域中的储能模量、损耗模量、tan8这些黏弹特性使应变具有非线性,一般被理解为佩因效应(弗莱彻-金特效应)。考虑这一点的非线性结构方程式近几年也被提出来了。在正常车轮转动状态下,应变在轮胎变形中也占大部分,控制该应变领域的黏弹性对控制轮胎滚动阻力也尤为重要。实际上,通过将表示填充橡胶在0-100%的应变领域的储能模量、损耗模量、tanδ这些黏弹特性的非线性黏弹性结构方程式应用于FEA(有限元分析),可使轮胎滚动阻力的预测精度较传统预测有大幅度的提高。这样一来,降低轮胎滚动阻力的轮胎结构设计、新材料开发和配方设计的精度和效率就相应地得到提高。目前已经开发出通过用有限元法模拟轮胎滚动阻力,进而进行绿色轮胎设计的方法。 通常,降低轮胎滚动阻力有如下两种基本方法:(1)减小轮胎质量减小轮胎质量是降低轮胎滚动阻力最快速、最有效的方法。为了保证轮胎质量小,在确保轮胎使用性能的前提下,必须采用最小的部件厚度。轮胎生产厂必须严格控制工艺,以保证部件达到最小厚度,绝不允许工厂采取擅自加大部件厚度的办法来解决生产问题。采用轻质材料制造各轮胎部件也是减小轮胎质量的一种有效方法,采用芳纶带束层替代钢丝带束层就是一个明显的例子。(2)减小材料能效降低轮胎滚动阻力的第二种方法是减小轮胎材料的能量损失(滞后损失)。聚酯帘线的滞后损失较大,但经过合适的改良后,有可能推出较小滞后损失的品种。
2023-06-10
2条回答
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电池设计中C/A中的C和A是啥意思?
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电池设计中心和a代表的是正极和负极。
2023-05-22
4条回答
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设计锅炉消声器
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这样一个问题才给5分有点抠啊。嘿嘿。 你这放空压力够大的,需要好几次降压排空才成啊,要是消声器合格的话降45dB(A)以上一点问题都没有,但是外形尺寸有点小,这样就会造成降压排空的尺寸有限,势必会影响消声效果啊。按你的仅仅在DN50的管子上开一次孔屁用都不顶。需要再套几个粗点的管子打孔放空啊。另外你的管子排空能力明显不足。应该换个粗点的,不过已经这么大了凑合点用吧,开孔总面积大约为26.9cm²,然后套一个DN100的管子,开孔面积为49.3cm²,再套一个DN150的管子,开孔面积为90.35cm²,然后接着套个DN200的管子开孔面积为165.5cm²。现在的压力还是比较大,可是再套管子似乎就没啥空间了啊,气体流速有点高产生的噪声也不小,然后再在消声器上面加个共振腔吧然后把气体排出就可以了。我感觉这样应该差不多了吧。另外就是整个消声器采用不锈钢材质,钢管采用不锈钢钢管尽量用厚一点的,开孔控制在直径2cm左右即可,按理说孔的直径更小一点比较好,可是实际加工起来似乎就麻烦多了。 我这仅仅是理论,为什么这么设计保密。我上面所说的开孔面积仅仅适用于你的锅炉消声器设计,其它的设计你可以参考或者比例缩放(一般这样即可不过是个笨法实际效果有限)。
2023-05-11
1条回答
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机械设计凸轮相关题目
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选A 凸轮你把它看做是一个包成圆的斜面就好了,升程角对应斜面底面的长度,升程对应斜面的高度,升程压力角数值上等于斜面的角度。我就拿斜面来分析,斜面的底面长度越短,高度越高,斜面的倾角就越大
2023-04-18
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新人求助关于登月火箭的设计
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载人飞船要发射到月球上,必须按登月轨道飞行。因为月球没有大气层,飞船飞抵月球后,必须用发动机减速,才能实现软着陆。登月轨道从理论上说,可以有直接登月、环地登月、环月登月3种。(l)直接登月轨道直接登月轨道是一种最简单的登月轨道。因为月球与地球之间的距离为38万公里,还在地球引力场范围之内。假设月球是个没有引力的几何体,选择适当的发射窗口,使飞船的运行轨道与月球相交,飞船就能到达月球。直e79fa5e98193e58685e5aeb931333363353931接登月轨道从理论上说,可以是直线、椭圆、抛物线、双曲线。椭圆轨道和月球相交有3种方式:一是在远地点处相交(与月球运行轨道相切)。二是在到达远地点以前相交。三是过了远地点后相交,该下降型轨道能够到达月球背面。美国和苏联都曾用过直接登月轨道发射直接击中月球的探测器。但因为这条轨道需要大推力运载火箭,并需有十分精确的计算,否则航天器会飞越月球而去(苏联发射的第一颗月球探测器就是如此),而且不容易控制软着陆,所以载人飞船不用直接登月轨道。(2)环地登月轨道这种轨道由停泊轨道、过渡轨道和月面着陆段组成。飞船首先进入环地运行的停泊轨道,然后再选择最有利时机,由地面飞行控制中心遥控飞船启动变轨发动机点火,使飞船脱离停泊轨道,进入与月球相遇的过渡轨道。当飞船飞离地球37万公里的两球作用力分界面后,飞船主要受月球引力作用,登月速度高达2.5公里/秒。所以,这条轨道也是硬着陆轨道。飞船若用此轨道登月,难以控制软着陆。但早期月球探测器多采用这种登月轨道。(3)环月登月轨道环月登月轨道是飞船选用的登月轨道。这条轨道由环地飞行的停泊轨道、飞向月球的过渡轨道、环绕月球飞行的月球轨道、降落于月面的下降着陆段组成。美国阿波罗飞船和苏联发射的月球探测器均采用这种方式。飞船从停泊轨道实现登月着陆,一般需经过3次变轨。当飞船进入停泊轨道后,地面飞行控制中心根据计算出的最佳路线和最有利的出发点,遥控运载火箭末级发动机把飞船送入大椭圆过渡轨道,实现第1次变轨。当飞船进入月球引力场后,其相对于月球的速度已超过月球的逃逸速度,如果不控制减速,飞船会沿双曲线飞越月球,或与月球相撞。因此,需进行第2次变轨,启动飞船上的发动机减速,使飞船进入环月飞行轨道。为使登月舱进入着陆段,还需进行第3次变轨。登月舱进入下降着陆段后,先后启动制动火箭、小推力发动机、缓冲着陆装置,才能最终顺利实现软着陆。
2023-03-13
1条回答
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在设计链传动时,为什么要限制传动比
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因为过大的传动比,会造成小链轮的包角因为过小而降低强度和传递效率。
2023-02-28
2条回答
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变位齿轮传动设计
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小齿轮正变位2个作用:1,增加强度;2,凑中心距。因此,如果不受中心距限制,大齿轮变不变位都可以传动。
2023-02-28
2条回答
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链传动的设计准则是什么?
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少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题。但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后,链的寿命将显著下降。通常,链轮的寿命为链条寿命的 2~3 倍以上。故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。
2023-02-28
1条回答
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液压绞车设计标准
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这里有,有下载地址,下载详细的资料来看看就知道了!标准编号:MT/T 835-1999标准名称:乳化液液压绞车标准状态:现行英文标题:Hydraulic winches used emulsion实施日期:2000-3-15颁布部门:国家煤炭工业局内容简介:本标准规定了乳化液液压绞车 (以下简称绞车)的定义、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于以乳化液为工作介质的液压绞车。出处: http://www.csres.com/detail/145839.html下载:http://www.csres.com/upload/qy/in/MTT835-1999.PDF标准编号:CB* 3118-1982标准名称:工程船液压绞车系列标准状态:现行实施日期:1984-1-1出处: http://www.csres.com/detail/26863.html下载:http://www.csres.com/upload/qy/hb/cb/CB-031180001.pdf查询关键字http://www.csres.com/s.jsp?keyword=%D2%BA%D1%B9%BD%CA%B3%B5
2023-02-27
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带传动的失效形式及设计准则
108defaa1480
带传动的失效形式:打滑和疲劳破坏 设计准则:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲劳强度和寿命 出自大学课本,机械设计第八版,带传动设计一章
2023-02-24
1条回答
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