《轮胎不规则磨耗机理测试改良优质材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轮胎不规则磨耗机理测试改良优质材料（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轮胎不规则磨耗轮胎不规则磨耗机理机理 / 测试测试 / 改良改良欧阳博欧阳博二九年五月廿五日二九年五月廿五日1专业资料专业资料内容提纲内容提纲简介简介1983 北美北美 All-Season PCR 轮胎之不轮胎之不规则磨耗问题规则磨耗问题不规则磨耗机理之分析不规则磨耗机理之分析如何应对和改进不规则磨耗问题如何应对和改进不规则磨耗问题试验室高效测试法之思考试验室高效测试法之思考2专业资料专业资料简介简介不规则磨耗之种类不规则磨耗之种类不规则磨耗之可能原因不规则磨耗之可能原因3专业资料专业资料不规则磨耗之种类不规则磨耗之种类Alternate Lug WearBoth Shoulder Wear
2、Brake Skid / Flat Spot WearSpotty WearCupping/ Scallop WearDiagonal Wear4专业资料专业资料不规则磨耗之种类不规则磨耗之种类Erosion/ River/ Channel WearFeather Edge WearShoulder Step/ Chamfer WearOne-Sided Wear5专业资料专业资料不规则磨耗之种类不规则磨耗之种类Rib Punch WearShoulder Scrubbing/Scuffing WearHeel & Toe Wear6专业资料专业资料不规则磨耗之可能原因不规则磨耗之可能原因悬挂
3、系统问题悬挂系统问题设计设计维护维护轮胎使用与维护轮胎使用与维护充气压不当充气压不当不当使用不当使用刹车，转弯过猛刹车，转弯过猛超载超载胎压不足胎压不足7专业资料专业资料不规则磨耗之可能原因不规则磨耗之可能原因轮胎设计和制造质量问题轮胎设计和制造质量问题胎面花纹设计胎面花纹设计花纹块弱花纹块弱 / 不稳定不稳定胎面胶胎面胶不耐磨，过软不耐磨，过软胎体胎冠设计胎体胎冠设计胎体或带束刚性不足胎体或带束刚性不足轮胎制造质量轮胎制造质量均匀性不良均匀性不良8专业资料专业资料1983 北美北美 All-Season PCR 轮胎之轮胎之不规则磨耗问题不规则磨耗问题非驱动轮胎非驱动轮胎 (undriven
4、 tires)二二 / 四四 行花纹严重行花纹严重 Heel & Toe WearAll-Season 胎用块状花纹胎用块状花纹多为高速公路之磨耗，条件相对温和多为高速公路之磨耗，条件相对温和9专业资料专业资料1983 Uniroyal 调查结果调查结果Heel & Toe % 出现率出现率品牌品牌 A品牌品牌 B品牌品牌 C总计总计14.94.04.1第一行第一行1.50.64.1第二行第二行13.72.83.1第三行第三行1.60.51.5第四行第四行13.12.91.3第五行第五行1.10.60.610专业资料专业资料Ludwig, G.S. and Brenner, F.C., Dis
5、tribution of Speed and Acceleration on a Treadwear Course, Tire Science and Technology, v. 9, Nos, 1-4, 1981典型子午胎耐磨性路試時，橫向及縱向加速度分佈圖典型子午胎耐磨性路試時，橫向及縱向加速度分佈圖典型子午胎耐磨性路試時，橫向及縱向加速度分佈圖典型子午胎耐磨性路試時，橫向及縱向加速度分佈圖橫向橫向縱向縱向11专业资料专业资料进一步观察进一步观察驱动轮胎驱动轮胎: OSS 胎面有 Shoulder Wear其余磨耗轻微，且均匀非驱动轮胎: OSS 胎面有 Shoulder Wear二二
6、/ 四四 行花纹严重行花纹严重 Heel & Toe Wear12专业资料专业资料 前轮驱动前轮驱动 后轮驱动后轮驱动前轮前轮 后轮后轮 前轮前轮 后轮后轮磨耗率磨耗率快快 较慢较慢 快快 较慢较慢磨耗磨耗均匀均匀 不均匀不均匀不均匀不均匀 均匀均匀驱动驱动 制动制动 转弯转弯 自由滚动自由滚动 高速公路轮胎不规则磨耗分析高速公路轮胎不规则磨耗分析13专业资料专业资料 此类不规则磨耗不能不能归之于轮胎转弯此类不规则磨耗之轮胎大部分时间处于自由滚动状态自由滚动状态，且其他为制动与转弯，而无驱动。高速公路轮胎不规则磨耗分析高速公路轮胎不规则磨耗分析14专业资料专业资料不规则磨耗机理之分析不规则磨耗
7、机理之分析15专业资料专业资料Schallamach Pattern 的形成是從連續打滑來的的形成是從連續打滑來的16专业资料专业资料正常的子午胎的胎面正常的子午胎的胎面上很難找到上很難找到 Schallamach patterns17专业资料专业资料斜交胎与子午胎耐磨性之比較斜交胎与子午胎耐磨性之比較斜交斜交 子午子午哩程（千英哩）哩程（千英哩）12+48-60+束帶束帶無無有有應力應力大大小小打滑打滑大，連續性大，連續性小，間歇性小，間歇性Schallamach patterns有，多有，多無，少無，少18专业资料专业资料胎面膠摩耗之机理胎面膠摩耗之机理第一步：疲勞老化第一步：疲勞老化 (
8、Mechano-thermo-chemical degradation)第二步：斷裂分离第二步：斷裂分离 卷离法卷离法 (Roll formation) 脫皮法脫皮法 (Delamination or spalling)19专业资料专业资料Road Surface Texture1 mmConcrete Cement and SandAsphalt and PebblesMicro-texture1 cm0.01 - 0.1 mm20专业资料专业资料1 mmConcrete Cement and SandAsphalt and Pebbles1 cmTread rubberTread rubb
9、er21专业资料专业资料Heat Generation/ Transfer and Temperature ProfileQQQTTTHeat PulseSmoothSmall AsperitiesLarge AsperitiesOutsideInside22专业资料专业资料Roll Formation ProcessTread RubberAsperityDirection of slidingDegraded RubberFractureRolling upRemoval23专业资料专业资料自由滚动时自由滚动时 Heel & Toe Wear 之考虑之考虑24专业资料专业资料轮胎自由滚动之
10、应力变化轮胎自由滚动之应力变化Contact PressureSymmetricLongitudinal ShearAnti-symmetricp-t-p shear25专业资料专业资料制动时轮胎之应力变化制动时轮胎之应力变化Contact Pressure Skewed forwardAdditional negative longitudinal ShearResultant shearp-t-p shear26专业资料专业资料驱动时轮胎之应力变化驱动时轮胎之应力变化Contact pressure skewed backwardAdditional positive longitudin
11、al shearp-t-p shear27专业资料专业资料制动制动 自由滚动自由滚动 驱动驱动Peak to Peak 前后剪切应力变化幅度之比较前后剪切应力变化幅度之比较疲劳老化速度之不同疲劳老化速度之不同28专业资料专业资料從刮痕看胎面打滑度与輪胎側從刮痕看胎面打滑度与輪胎側從刮痕看胎面打滑度与輪胎側從刮痕看胎面打滑度与輪胎側滑角之關係滑角之關係滑角之關係滑角之關係 （ 0 度到度到度到度到 1 度）度）度）度）29专业资料专业资料從刮痕看胎面打滑度与輪胎側滑角之關係從刮痕看胎面打滑度与輪胎側滑角之關係 （ 2 度到度到 3 度）度）30专业资料专业资料驱动驱动驱动驱动制动制动制动制动從刮
12、痕看胎面打滑度与輪胎驱动，制动之比较從刮痕看胎面打滑度与輪胎驱动，制动之比较31专业资料专业资料因此，胎面胶皮层之应变能是自由滚动时高于一般驱因此，胎面胶皮层之应变能是自由滚动时高于一般驱动状态。动状态。而块状花纹的应力而块状花纹的应力-应变以及其离开地面接触时的形变，应变以及其离开地面接触时的形变，可影响其接地滑移现象，其行为概述如下可影响其接地滑移现象，其行为概述如下:高速公路轮胎不规则磨耗分析高速公路轮胎不规则磨耗分析密度分布驱动 低均匀制动 高Toe Heel32专业资料专业资料轮胎印痕比较轮胎印痕比较NormalW-nessM-nessProne to 2/4 row irregul
13、ar wear33专业资料专业资料滚动半径滚动半径 ( rolling radius) 之定义之定义- 普通定义普通定义- 点定义法点定义法34专业资料专业资料What is Radius?Websters Dictionary:A line segment between the center of a circle and any point on its circumference.CenterCircleRadiusCircumferential Length = Radius * 2Circumferential Length = Radius * 2p p p p35专业资料专业资
14、料What is the rolling radius for a deformed circle?Conventional Definition:Rolling Radius = Distance per rotation / 2p pTypical 67” test drum300 revolutions = 1 mile80012.605”80112.589”80212.574”80312.558”80412.542”80512.527”80612.511”80712.496”80812.480”80912.465”81012.449”For 1.000 mile N Rolling R
15、adius36专业资料专业资料滚动半径的点定义滚动半径的点定义R = DL / Dq = (XO XO ) / (qB qA) 37专业资料专业资料滚动半径与步跨滚动半径与步跨(XB XA) = (XD - XC) + SA + SB38专业资料专业资料What control the free rolling radius?DeflectionTread gaugeLateral grooveBelt lengthEdge vs. centerNylon capInflation pressureBelt compositeDeep groovesShallow grooves39专业资料专
16、业资料如何量自由滚动半径差？如何量自由滚动半径差？40专业资料专业资料Split DrumL1L2L3L4L5L1 L2 L3 L4 L541专业资料专业资料Split PlanksL1L2L3L4L542专业资料专业资料Rolling radii mismatch and row wear43专业资料专业资料The Twin-Tire Test MethodNot identical twin - Rolling radii mismatch about 2.5 %.44专业资料专业资料The Twin-Tire Test Method - continued45专业资料专业资料制動与驱動之
17、比較：刮痕制動与驱動之比較：刮痕制動与驱動之比較：刮痕制動与驱動之比較：刮痕 / / 大小輪法測試後胎面形態大小輪法測試後胎面形態大小輪法測試後胎面形態大小輪法測試後胎面形態46专业资料专业资料总结总结All-Season 轮胎块状花纹在轮胎块状花纹在 2/4 行之行之 H/T 不规不规则磨耗，主要是由于：则磨耗，主要是由于：非驱动轮胎胎面胶皮层之疲劳老化在自由滚动状态非驱动轮胎胎面胶皮层之疲劳老化在自由滚动状态下，高于驱动轮胎。下，高于驱动轮胎。第第 2/4 行花纹之自由滚动半径略小，造成较高的制行花纹之自由滚动半径略小，造成较高的制动状态，不利于动状态，不利于 H&T 偏磨耗。偏磨耗。 第
18、第 2/4 行之滚动半径之略小，与印痕形状相关，即行之滚动半径之略小，与印痕形状相关，即所谓所谓M-ness 或或 W-ness47专业资料专业资料总结总结减少轮胎花纹行与行之间的自由滚动半径差，减少轮胎花纹行与行之间的自由滚动半径差，当有利于降低不规则磨耗。当有利于降低不规则磨耗。胎冠带束层及胎冠带束层及 cap ply 设计优化设计优化块状花纹，沟及块状花纹，沟及 sipes 之设计优化之设计优化小心控制双轮法中大小轮胎之自由滚动半径差，小心控制双轮法中大小轮胎之自由滚动半径差，此法可能成为实验室对不规则磨耗的快速筛选此法可能成为实验室对不规则磨耗的快速筛选试验法。试验法。48专业资料专业
19、资料MTS 860 Tire Indoor Wear Test Machine MTS 860 Tire Indoor Wear Test Machine 49专业资料专业资料提高胎面膠耐磨性之方法提高胎面膠耐磨性之方法減緩胎面膠疲勞老化之速度減緩胎面膠疲勞老化之速度用低滯後性膠料減少發熱以降低溫度用低滯後性膠料減少發熱以降低溫度填充料填充料- 用量，比表面積，結構，表面化學用量，比表面積，結構，表面化學橡膠橡膠 - 低玻璃溫度低玻璃溫度, Tg油油 - 品種，用量品種，用量熱導率降低溫度熱導率降低溫度防老劑防老劑耐老化橡膠耐老化橡膠提高膠料抗斷裂強度提高膠料抗斷裂強度提高膠料之滯後性以抗斷裂
20、提高膠料之滯後性以抗斷裂填充料填充料- 用量，比表面積，結構，表面化學用量，比表面積，結構，表面化學橡膠橡膠 MW, MWD, 支化度支化度50专业资料专业资料谢谢谢谢51专业资料专业资料52专业资料专业资料53专业资料专业资料Tire Treadwear MechanismsTreadwear is a fatigue failure processDegradation: Mechano-thermo-chemical Rubber removal: FractureRoll formation of degraded skin rubberDelamination.Wear rate (
21、Frictional energy)NN = 1No slippage during degradation stageN 1Multiple stick-slip Tread skin brush model* The “Frictional energy” as defined by Grosch should be called the total bulk strain energy.54专业资料专业资料Tire Treadwear Mechanisms - conti.Question: In an indoor wheel test, how would a tire wear?S
22、afety-walk Talc powder Tread surface conditions . no wear, oily, humps formed wear, oily, gummy (very slow wear, dry lubricated)* wear, dry or less oily* Just a guess, never performed.55专业资料专业资料Tire Treadwear Mechanisms - conti.Road surface textureA necessity: Smooth 67” wheel tests do not wearSkin
23、rubber with stress concentration points.Local slippage takes place when contact points exceed the stick thresholddegree of multiple stick-slip depends on stress levels as well as the conditions on both surfaces, namely, that of the tread skin and the road. 56专业资料专业资料Tire Treadwear Mechanisms - conti
24、.Road DustAlso a necessity in treadwear under dry conditions: for the roll formation processThe amount of dust needed is probably not more than the amount of rubber removedToo much dust could become dry lubricant, affecting the wear rate.57专业资料专业资料58专业资料专业资料Treadwear PredictionDevelop tread skin bru
25、sh model for more accurate determination of the ”frictional energy”The model assume the skin rubber degradation is directly related to the amount of heat dissipatedDetermine the criteria for single cycle and multi-cycle, then compute the amount of heat generated and absorbed by the skin rubberStick-slip59专业资料专业资料60专业资料专业资料
