机械工程学报

作者：梅烨, 周海超, 王国林, 李劲松

单位：1. 安徽工程大学机械与汽车工程学院 芜湖 241000;2. 江苏大学汽车与交通工程学院 镇江 212013;3. 海南大学机电工程学院 海口 570228

关键词：绿色轮胎,生物功能,耦合仿生,噪声性能,抓地性能；

基金：国家自然科学基金区域联合基金资助项目(U21A20168)。

轮胎噪声和抓地性能间存在矛盾特性。为将猫爪不同步态下运动时展现出的良好静音、强抓地生物功能移植于轮胎中，实现协同提升轮胎噪声和抓地性能的目的，先借助VIC-2D平面非接触变形测试系统对猫不同步态下运动时爪垫的接地性态展开试验分析以明晰猫爪垫不同生物功能的实现机理；后利用猫爪生物功能实现机理指导轮胎花纹结构耦合仿生设计，并对轮胎耦合仿生设计前后的噪声和抓地性能进行仿真对比。结果表明，猫不同步态下运动时爪垫在接地几何、接地变形等接地性态上会产生适应性变化以满足实现不同生物功能时的力学需求；相较于原始轮胎，耦合仿生轮胎改善了胎面-路面间滚动接触时的径向激励力，增大了胎面接地区在X方向上的变形分布，实现了轮胎噪声和抓地性能的协同提升(噪声值降低1.16 dB，抓地力增大53.21 N)。相关研究对于提升我国绿色轮胎研发水平具有一定参考价值。

来源：2024年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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