一、新型聚氨酯不充气轮胎（论文文献综述）
张业兴[1]（2021）在《聚合物混凝土强度形成规律及开放交通时机预测模型研究》文中提出课题组开发的以聚氨酯代替沥青作为胶结料而形成的聚合物混凝土（PC）是一种路用性能和耐久性优异的新型绿色道路铺装材料。但其强度形成受温度、湿度、催化剂用量和养护时间多因素的交互影响,导致其强度增长规律不明确,养生期限和开放交通时机难以确定,影响了该材料的推广和使用。为此,本文对聚合物混凝土在不同养生条件下的强度增长规律进行了研究,建立了其达到最终强度的养生时间预测模型,结合室内加速加载试验确定了可开放交通的强度要求,据此提出了聚合物混凝土铺装层的开放交通时机预测模型,并结合实体工程对预测模型的可靠性进行了验证。首先,参照沥青混合料AC-13的级配,采用马歇尔设方法配制了聚合物混凝土PC-13,确定了最佳胶石比为7%,经检测其各项路用性能均满足设计要求。其次,依据聚合物混凝土的物理力学特性及可施工气候环境,选取了温度（5℃、25℃、45℃）、湿度（20%、50%、80%）及催化剂用量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）进行正交试验,确定了15种养生条件对其进行养生。测试了不同养生条件和时间下聚合物混凝土的劈裂抗拉强度,分析了聚合物混凝土的强度变化规律,发现不同养生条件只会影响的其强度增长速率,并不改变最终所能达到的力学强度;不同养生条件下的聚合物混凝土强度随养生时间的变化规律均为二次多项式（R>0.95）,前期强度增长较快,后期增长速率逐渐放缓至趋于稳定;通过15种养生条件下的养生时间利用多元非线性回归分析建立了聚合物混凝土达到最终强度的养生时间预测模型。再次,为了验证养生时间预测模型的可靠性,在不同可施工月份对聚合物混凝土进行自然养生试验,测试了不同养生条件和时间下聚合物混凝土的劈裂抗拉强度,分析了其强度变化规律,以自然养生期平均温、湿度代入上述强度增长预测模型,得出模型预测时间比自然养生实际所需时间稍高,但差值均在10%以下,由此验证了该模型的准确性。然后,以聚合物混凝土开放交通强度既要满足规范规定的路用性能技术要求,又对后期强度的增长影响不大为标准,研究了劈裂抗拉强度和动稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲应变、疲劳性能等路用性能的关系,确定了劈裂抗拉强度达到2.12MPa为聚合物混凝土的开放交通强度。为了研究该强度下开放交通对后期强度增长的影响,对达到开放交通强度要求的聚合物混凝土进行加速加载试验,模拟行车荷载碾压至养生期结束,分别对未碾压和碾压后的试件的取芯,测试并对比芯样的劈裂抗拉强度,得到该强度下开放交通对后期强度的增长影响低于5%,验证了该强度下开放交通的可靠性;结合恒温恒湿养生试验下的聚合物混凝土强度增长规律和确定的开放交通强度建立了聚合物混凝土开放交通时机预测模型。最后,铺筑聚合物混凝土铺装实体工程,通过对达到开放交通时间的试验路取芯测试劈裂抗拉强度,验证了聚合物混凝土开放交通时机预测模型的工程实用性,并对开放交通后的试验路进行了持续的性能观测,验证了所确定的开放交通强度工程可靠性。
向仲兵[2]（2021）在《汽车免充气车轮接地力学与动态特性分析》文中研究表明汽车免充气车轮因其在军事、越野与采矿等恶劣条件下具有传统充气轮胎无法比拟的优势而受到工程师的关注。汽车免充气车轮是轮胎未来发展的方向,免充气车轮的研究对汽车轮胎行业有着重要的工程意义。以鸟巢结构式免充气车轮为研究对象,以车轮接地力学分析与动态特性分析为主线,以有限元分析技术为研究手段。具体研究如下:考虑车轮与材料的非线性特性建立鸟巢结构式免充气车轮的有限元模型。利用有限元软件ABAQUS分析下沉量对不同阵列数车轮的接地性态的影响,具体包括接地印迹、法向应力分布与最大法向应力值。考虑车轮结构与材料的特殊性,分析不同外胎材料与接地位置对车轮接地性态的影响;考虑侧倾工况中侧倾角对车轮接地性态的影响;同时考虑车轮与地面的摩擦系数对车轮剪切应力的影响。基于蜂窝结构的固有频率计算理论推导出规则菱形结构、筝形结构的固有频率计算公式,并提出车轮鸟巢结构的固有频率计算公式。利用ABAQUS验证规则菱形结构与鸟巢结构的固有频率计算公式的正确性,并分析结构参数对菱形结构与鸟巢结构固有频率的影响规律。利用ABAQUS的模态分析技术求解阵列30的鸟巢结构式免充气车轮的特征频率与模态振型,分析不同阵列数车轮的固有频率和外胎材料对车轮径向固有频率的影响;分析接地工况对车轮振动频率与模态振型的影响;分析载荷与转速对车轮振动频率的影响。并基于模态分析的结果对车轮进行瞬态响应分析,得到危险节点在100N点载荷作用下的应力与位移变化曲线。基于车轮静态接地分析得到车轮稳态滚动中振动产生的主要原因是车轮不同接地位置的力学差异,以不同接地位置的最大法向应力差值为衡量指标,分析转速对不同阵列数车轮在稳态滚动中的影响,同时分析侧倾角对阵列30的车轮在稳态滚动中的影响。
张子峰[3]（2021）在《柔辐式仿生非充气轮胎振动特性有限元分析》文中研究说明轮胎作为汽车和地面接触的唯一部件,对于汽车行驶平顺性、承载性、操纵性等性能具有很大的决定作用,非充气轮胎摒弃了传统充气轮胎易爆胎、易刺破以及气压维护的缺点以及不能满足在特殊工况条件下使用的缺陷,为了满足不同使用条件的要求,近年来非充气轮胎的研究逐渐得到重视。本文基于袋鼠下肢结构的优良特性,运用仿生学基本原理设计了柔辐式仿生支撑结构。在本文的研究中,为了简化模型构型的策略创建了单元构型方法,在CATIA三维软件里采用单元构型方法对袋鼠下肢各个骨骼结构同比例缩放一定尺寸来构建一个柔辐仿生支撑单元体,并运用HYPERMESH有限元仿真软件对柔辐仿生支撑单元体划分网格。将前处理的网格部件导入到ABAQUS有限元仿真软件中并将该柔辐仿生支撑单元体环形阵列36组构成仿生支撑体,赋予该仿生支撑体聚氨酯材料,仿生支撑体外硫化胶接橡胶胎面内装配铝制轮毂构成型号为195/50N16的柔辐式仿生非充气轮胎。建立柔辐式仿生非充气轮胎刚度耦合模型,通过有限元仿真验证了理论模型的准确性。通过将构造的195/50N16柔辐式仿生非充气轮胎与同型号的传统充气轮胎作对比,研究两种轮胎垂向刚度、纵向刚度、侧向刚度以及扭转刚度,分析两种轮胎静力学特性,并将该有限元仿真结果同实验结果作对比研究。同时,在静力学研究中,分析柔辐仿生支撑体接地部位对轮胎承载特性和应力分布位置和大小的影响,找到最大变形节点和最大应力节点为随机振动特性研究做准备。在此基础上,分析不同载荷条件下柔辐式仿生非充气轮胎接地压力分布规律与传统充气轮胎的区别。通过动力学仿真,研究不同速度条件下柔辐式仿生非充气轮胎的行驶平顺性。接下来通过ABAQUS有限元仿真软件对柔辐式仿生非充气轮胎的模态进行分析,通过参数表示方法梳理轮胎不同模态振型,研究仿生支撑单元结构的个数、辐板厚度、胎面厚度、带束层结构设计参数对各阶固有频率的影响,同时采用正交试验法研究不同结构的材料密度对柔辐式仿生非充气轮胎一阶固有频率的贡献量。最后进行随机振动分析,通过MATLAB搭建85 km/h速度下的B级和C级路面谱,再经傅里叶变换成位移功率谱密度,将此数据在ORIGIN中进行数据处理之后作为随机路面激励,研究柔辐式仿生非充气轮胎在两种路面谱条件下,关键节点的位移功率谱密度、加速度功率谱密度和应力功率谱密度的规律,并分析其随机振动特性。最后将分析的结果导入到n Code软件中进行疲劳分析,研究柔辐式仿生非充气轮胎随机振动疲劳寿命特性。结果表明该非充气轮胎具备实际使用价值。
陈小霞[4]（2021）在《非充气轮胎拓扑优化结构设计及关键力学性能研究》文中研究指明汽车行业的蓬勃发展进一步的推动了消费者对车辆性能的要求,进而对轮胎的安全性能、舒适性能以及操稳性能有了更高的要求。充气轮胎在行驶过程中要定期进行检查、维护,以防在行驶时发生爆胎、漏气等安全问题,但由于无法彻底解决爆胎问题,致使轮胎的安全性能得不到有效的改善。针对上述轮胎安全问题,本文围绕非充气轮胎结构设计、基本力学特性分析、疲劳性能分析及寿命预测等方面开展研究工作,主要研究内容如下:第一,基于BESO方法,以非充气轮胎柔度最小为优化目标,建立了非充气轮胎圆环结构拓扑优化数学模型,对非充气轮胎圆环结构进行拓扑优化分析。基于BESO周期结构拓扑优化计算方法,引入插值函数以减少优化过程中中间密度单元,计算圆环周期结构的单元灵敏度,并根据BESO收敛法则进行单元的删减和增添来对设计变量进行更新;研究了非充气轮胎圆环结构拓扑优化模型,在改变周期数、体分比以及不同圆环结构内外径之比时拓扑优化构型的变化。第二,提出了一套适用于菱形非充气轮胎的单元构型方法。对标子午线轮胎195/50R16,利用Hypermesh有限元分析软件,建立三维非充气轮胎扇形子模块拓扑优化模型,对扇形子模块结构进行优化结构设计,得到扇形子模块结构在不同周期、不同体积分数以及不同网格尺寸条件下的最佳拓扑优化构型。对扇形子模块在不同参数下的主传力路径进行构形并规整化,进而获取多种类型的非充气轮胎基本结构单元;分别对同类型基本结构单元和异类型基本结构单元进行排列组合,构建出对应的同类型组合结构单元和异类型组合结构单元;对组合结构单元进行周期环形阵列,从而构建出不同结构形式的非充气轮胎。在非充气轮胎单元构型法研究的基础上,以X型基本结构单元为例,构建了菱形非充气轮胎。第三,针对菱形轮胎的整体结构特点,基于ABAQUS建立了菱形轮胎的的三维几何模型和数值仿真模型,并进行静态承载仿真计算,研究了菱形非充气轮胎的基本力学特性。并选取了扇形单元支撑体结构的阵列密度（周期数）、菱形支撑体结构的辐板厚度、胎面厚度等结构参数,探究这些结构参数对菱形轮胎的径向刚度、支撑体应力、接地压力分布情况等基本力学特性的影响规律。第四,研究了菱形轮胎疲劳寿命计算方法,并探究了结构参数对菱形非充气轮胎疲劳性能的影响。基于ABAQUS与FE-SAFE联合仿真计算,对菱形非充气轮胎支撑体结构进行疲劳寿命预测;改变菱形支撑体辐板厚度、扇形单元支撑体阵列密度,研究了结构参数对其菱形支撑体结构的疲劳寿命的影响规律,为后续非充气轮胎的耐久性提升提供一定的理论指导。
倪亚晨[5]（2020）在《基于电动巡逻车用全塑轮胎结构设计与性能分析》文中研究指明轮胎作为车辆行走机构的重要部件,其性能优劣在很大程度上影响了整车性能。目前,轮胎市场上主流的产品仍为子午线轮胎和斜交轮胎,这两类以橡胶为主体材料的经典传统轮胎,都不可避免的存在如爆胎、制造过程高污染及废弃轮胎难回收利用的缺点。随着人类环保意识的不断提高,减少轮胎行业产生的“黑色污染”已经成为业内人士研究的工作重点,国内外相关领域的大型公司和科研团队均已对全塑轮胎领域展开了深入研究。本课题以环境友好型的基于电动巡逻车用全塑轮胎为研究对象,分别从结构设计和性能分析两方面对全塑轮胎进行了相关前沿性研究,对该类型轮胎的发展提供了一定的研究基础。具体工作如下:1、在完成基于电动巡逻车用全塑轮胎使用性能的需求分析后,选择聚氨酯弹性体作为轮胎主体材料,然后根据聚氨酯材料拉伸试验及其自身特性确定材料本构方程,最后通过曲线拟合的方式证明了本构方程的正确性。2、针对全塑轮胎的结构设计,在对比实心全塑轮胎结构、辐板式全塑轮胎结构、月牙型全塑轮胎结构以及支撑体式全塑轮胎结构之后,确定基于电动巡逻车用全塑轮胎的结构为支撑体式全塑轮胎结构,并完成了全塑轮胎结构的初步设计。3、利用有限元软件ABAQUS进行全塑轮胎有限元建模并完成了若干组全塑轮胎仿真试验。通过单因素分析法和正交试验法确定了基于电动巡逻车用全塑轮胎关键参数,即轮胎开孔数量12个、通孔孔径50mm、支撑体中心宽度5mm和支撑体长度100mm。各重要因素对全塑轮胎最大应力差的影响程度从大到小依次为:轮胎开孔数量、支撑体长度、支撑体中心宽度和通孔孔径。4、利用有限元仿真软件ABAQUS进行基于电动巡逻车用全塑轮胎的接地性能分析,包括全塑轮胎接地应力分析、全塑轮胎接地下沉量分析和全塑轮胎接地面积分析。针对上述分析结果中全塑轮胎暴露出的缺陷,进一步优化了全塑轮胎的结构设计,最终确定全塑轮胎的胎侧与胎面交界处圆弧半径为10mm,提高了全塑轮胎的接地性能。
王军[6]（2020）在《热塑性聚氨酯弹性体3D打印研究》文中进行了进一步梳理采用传统橡胶材料制备的充气式轮胎由于具有速度快、减震性能好、抗湿滑、自重轻等优势,目前得到了广泛的应用。但是充气式轮胎也存在着抗刺扎性能差,易爆胎等安全隐患,因此非充气式轮胎的开发和利用逐渐成为轮胎领域研究的热点之一。本论文中采用热塑性聚氨酯弹性体材料,尝试通过熔融沉积成型（FDM）的3D打印技术制备出非充气轮胎,并进行性能研究和工艺改进。该思路的优势在于不需要制造模具,即可实现各种结构非充气轮胎的快速试制。本论文中首先利用拉伸测试、TGA测试、DSC测试、TMA测试、变温拉伸测试、等双轴拉伸测试等方法研究了热塑性聚氨酯弹性体材料的性能。综合各方面性能对比,LANXESS-PC930的拉伸强度达到45.1MPa,软化温度达到180℃,玻璃化温度Tg达到-46.4℃,同时耐曲挠性最好、拉伸回复过程中滞后圈面积所代表的的能耗最小。此外随温度升高,LANXESS-PC930的储能模量E’和拉伸强度都相对最优。因此,LANXESS-PC930的综合性能更加优异。采用JGRW-线材基于FDM技术3D打印了标准拉伸样条,并通过对比3D打印成型样条的拉伸强度和断面形貌,研究了 FDM技术3D打印工艺与成型制品性能的关系。在一定条件下,保持其他3D打印工艺参数不变,随着3D打印温度降低,3D打印填充率提高,3D打印成型制品的性能变好。同时在此基础上,最终采用JGRW-线材通过FDM的打印技术成功制备了非充气轮胎,并对3D打印成型的非充气轮胎进行了结构优化和性能测试。测试结果表明3D打印成型非充气轮胎的实际三向刚度与采用JGRW-线材性能的50%仿真所得的三向刚度结果相吻合。
胡仕凯[7]（2020）在《高耐热热塑性聚氨酯弹性体的制备及结构与性能研究》文中进行了进一步梳理轮胎是橡胶消耗量最大的制品,大量轮胎磨耗和不可回收的废旧轮胎会造成环境污染。传统的橡胶轮胎材料需要经过硫化交联和加入纳米粒子进行补强才能使用,橡胶材料有硫化交联之后不可回收和补强之后纳米粒子间的摩擦导致高滚动阻力的问题。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）具有结构可设计性强、力学强度高、耐磨、可回收和滚动阻力低等优点,有很大的潜力应用在轮胎领域中,然而聚氨酯耐热性差,特别是对于只有物理交联的TPU,长期使用温度不能超过80℃,这限制了其在轮胎领域上的应用。改变硬段含量和扩链剂类型是现有提高TPU耐热性最主要的方法。甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）是用量最大的二异氰酸酯,然而TDI存在异构体和MDI中两个异氰酸根由于亚甲基作用不在同一平面,使其合成的TPU硬段规整性不高,导致耐热性差。同时由于MDI和TDI结构不对称,合成的TPU动态生热高,这也限制了其在轮胎领域中的应用。为了提高TPU的耐热性能,使其符合轮胎材料的要求,扩展TPU的应用范围,本论文利用高结构对称性和高刚性的二甲基联苯二异氰酸酯（TODI）、对苯二异氰酸酯（PPDI）和1,5-萘二异氰酸酯（NDI）,以及含有氨基甲酸酯基团的新型扩链剂,来合成硬段结构规整和耐热性能优异的TPU材料。同时,在满足耐热需求的前提下,通过改变软段的类型来解决TPU作为轮胎材料抗湿滑性能不足的问题。本论文第三章,以具有联苯和甲基结构的TODI和1,4-丁二醇为硬段,聚四氢呋喃二醇为软段,合成TODI基TPU（TODI-TPU）。系统研究了不同平均硬段长度和软段分子量对TODI的性能的影响。研究结果表明:合成的TODI-TPU都具有微相分离结构;随着平均硬段长度增加或软段分子量下降,材料的氢键化羰基比例、硬段结晶程度、硬段熔融峰温度、软化点温度、拉伸强度和第一阶段热失重增加。TODI-TPU耐热性高于同等摩尔比例下MDI、TDI和HDI基TPU。3D打印是制备非充气聚氨酯轮胎的重要手段,因此本章也考察了 TODI-TPU作为3D打印原材料的可能性。结果发现:TODI-TPU可被制备成3D打印线材,并可3D打印。TODI-TPU有望用于3D打印聚氨酯轮胎,并能丰富高耐热3D打印原材料的范围。本论文第四章,利用异氰酸根含量比TODI和MDI高、对称性比TODI还更高的PPDI作为硬段的一部分,以PPDI和1,4-丁二醇为硬段,聚四氢呋喃二醇为软段,制备了低硬段含量、高耐热PPDI基TPU（PPDI-TPU）。系统研究了不同平均硬段长度和软段分子量对PPDI-TPU性能的影响。研究结果表明:合成的PPDI-TPU都具有微相分离结构;能够利用平均硬段长度和软段分子量调节PPDI-TPU的耐热性,软化点温度和氢键化的羰基比例随着平均硬段长度增加或者软段分子量下降而升高。PPDI-TPU耐热性高于同等摩尔比例下MDI、TDI和HDI基TPU,PPDI-TPU的软化点温度比MDI、TDI和HDI基TPU分别提高了 9.5%、23.1%和58.6%。硬段含量15%的PPDI-TPU软化点温度（187℃）就比硬段含量24%的TODI-TPU软化点温度（183.6℃）高。利用PPDI能合成低硬段含量、高耐热的TPU。本论文的第五章,利用对称性比TODI高、刚性比PPDI大的NDI作为硬段的一部分,进一步提高TPU的耐热性,并以NDI和1,4-丁二醇为硬段,聚四氢呋喃二醇为软段,系统研究了软硬段组成对NDI基TPU（NDI-TPU）性能的影响。研究结果表明:结构越对称刚性越大的二异氰酸酯合成的TPU的耐热性越高。NDI-TPU的耐热性分别比同等摩尔比例下的 TODI、PPDI、MDI、TDI 和 HDI 基 TPU 高 10%、23%、35%、52%和86%。优选综合性能最好的配方比例,通过改变软段类型调整NDI-TPU的抗湿滑性能。实验结果表明:以聚碳酸酯二醇（PCDL）为软段,NDI和BDO为硬段,且三者的摩尔比为1:1.5:0.5时合成的TPU（NDI-PCDL）在0℃的损耗因子高达0.421,具有非常好的抗湿滑性能,在60℃的损耗因子只有0.046,具有非常低的滚动阻力,同时其断裂伸长率和拉伸强度分别达到467%和43.6 MPa。NDI-PCDL与商业化绿色轮胎胶料（HT166）相比滚动阻力下降了 64%,耐磨性能提高了 84%,拉伸强度提高了 136%。NDI-PCDL的软化点温度达204℃,其耐热性分别比市售相近硬度的巴斯夫HPM-C85A、朗盛 PR860 和科思创 Desmopa 8785A 高了 21%、9%和10%。以PCDL为软段、NDI与BDO为硬段合成的NDI-TPU,其耐热性能满足轮胎的使用要求,且有望同时满足轮胎中高抗湿滑性能、低滚动阻力性能和高耐磨性能的要求,能作为轮胎材料使用并且具有安全和节约燃油的优点。扩链剂也是硬段的重要组成部分,普通常见的二醇扩链剂不含有氨基甲酸酯基团。本论文的第六章,用己二胺（HDA）与碳酸乙烯酯（EC）开环聚合反应设计含有氨基甲酸酯基团的扩链剂,并设计实验来说明硬段长度分散性对TPU耐热性的影响。研究结果表明:等长硬段长度可以提高TPU的微相分离和性能,与多分散硬段长度的TPU对比,其微相分离程度更好,硬段微区尺寸和大小更加均匀,耐热性和力学性能分别提高了17%和77%。此思路可以通过设计扩链剂来实现不增加二异氰酸酯用量前提下提高TPU的耐热性,同时减少二异氰酸酯的用量,对人和环境更加友好。
冯静伟[8]（2020）在《柔辐式非充气车轮的疲劳失效研究及结构优化设计》文中研究说明针对充气轮胎爆胎这一高危险性结构缺陷,各大轮胎公司和学者开始着力于设计摒弃压缩空气的非充气轮胎。非充气轮胎的可变形支撑体支撑整车质量并提供缓冲性,但存在应力集中现象,并且在交变应力作用下,易发生疲劳破坏。本文围绕非充气轮胎疲劳失效问题,从轮胎静态力学特性分析、疲劳寿命分析、结构参数对轮胎性能影响分析以及结构优化设计四个方面开展工作,具体内容如下:（1）仿照蜘蛛网结构特点,对标195/50R16规格充气轮胎结构尺寸,提出一种网状柔辐式非充气车轮。建立网状柔辐式非充气车轮的三维几何模型和数值仿真模型,并对其进行静态承载特性分析,探究网状柔辐式非充气车轮的应力、应变、应变能密度、接地应力分布及变化规律。（2）基于裂纹扩展理论,对网状柔辐式非充气车轮的疲劳寿命进行预测。以应变能密度为评价指标,判定网状柔辐式非充气车轮的疲劳破坏位置;基于全局-局部模型技术,构建裂纹模型;求解裂纹尖端的围道积分,并进一步获取车轮的疲劳表征参量——能量释放率;基于Thomas裂纹扩展模型的疲劳公式,计算获得网状柔辐式非充气车轮的疲劳寿命。（3）针对网状柔辐式非充气车轮的结构特点,选取影响车轮性能的主要结构参数——侧辐板曲率、侧辐板数量、侧辐板厚度和胎面厚度,以承载能力、疲劳寿命和接地应力分布均匀程度为影响目标,定量分析各结构参数对网状柔辐式非充气车轮性能的影响规律。（4）基于正交试验法,对网状柔辐式非充气车轮进行结构优化。基于结构参数对网状柔辐式非充气车轮性能的影响规律,建立四因素三水平正交试验。以承载能力、疲劳寿命和接地应力分布均匀程度为优化目标,进行网状柔辐式非充气车轮的多目标结构优化设计。结果表明:最优水平组合为侧辐板曲率1/25;侧辐板数量42;侧辐板厚度3.5mm;胎面厚度22mm。
李长宇[9]（2020）在《超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析》文中研究表明现今汽车安装的轮胎以充气轮胎为主,但是通用充气轮胎一旦爆胎,将瞬间泄气,造成车辆失控。因此,生产一种能够保证轮胎漏气后仍能支撑载荷,并且继续行驶一定距离的安全轮胎已成为当下研究的热点。本文正是在这一趋势下,将质量轻、回弹性好的发泡聚氨酯（E-TPU）应用于轮胎中,设计了一款以E-TPU为材质的内支撑体型安全轮胎。当轮胎突然泄气后,E-TPU作为内支撑体支撑载荷,防止轮胎突然下沉引起的事故问题,同时达到缺气保用的功能。本文主要研究工作如下:第一,确定材料仿真中的材料属性参数。各部位材料制样后进行单轴拉伸实验、应力松弛试验和循环拉伸试验,拟合后讨论了橡胶材料Mooney-Rivilin模型、Yeoh模型、Neo-Hookean模型等本构方程的匹配程度。最终,选用Yeoh模型作为仿真中橡胶材料的材料模型,实测曲线作为E-TPU材料模型曲线。第二,对E-TPU材料的最佳成型工艺与性能进行探究。设计正交试验讨论了成型温度、成型时间、成型压力以及材料的密度四种因素对E-TPU材料的影响。结果发现,140℃、8 MPa、15 min是此聚氨酯发泡颗粒最佳成型温度。第三,对内支撑体材料E-TPU和橡胶材料进行回弹仿真模拟,与实际实验对比后验证材料属性的准确性,同时探究回弹过程中能量的变化情况。结果发现,仿真结果与实验结果匹配程度高,验证了材料属性的准确性;损耗的大部分动能被材料吸收,少部分转化为热能散失到空气中。第四,设计了两种类型的内支撑体安全轮胎,基于有限元软件ABAQUS,对内支撑体结构进行设计,结合仿真分析结果,对内支撑体尺寸进行优化,最终达到标准工况时不影响轮胎操控性和舒适性,当轮胎缺气时能够支撑载荷,继续行驶一定距离。第五,选择生产难度较低、安全性能较优的方案生产样胎并测试性能,测试结果与静态仿真结果基本一致,目前达到能够有效支撑轮胎安全行驶15 km,内支撑体除表面破损外内部结构依然完整。
郝章程[10]（2019）在《王明江:免充气空心轮胎的40年情怀》文中研究表明不知你发现没有,在我们身边总有一些人痴迷于某项事业,达到了不计得失、全身心投入的地步。橡胶轮胎行业就有这么一批人,他们痴迷的产品不一样,但是经历雷同、年龄相仿,看见了差距,就发誓要干出点名堂。这种橡胶轮胎情怀,似乎与生俱来,走过青春,走过中年,便再也抹不去,哪怕人生迟暮,依然痴心不改。今天就让我们看看江苏江昕轮胎有限公司董事长王明江的感人故事。
二、新型聚氨酯不充气轮胎（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型聚氨酯不充气轮胎（论文提纲范文）
（1）聚合物混凝土强度形成规律及开放交通时机预测模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚合物混凝土材料类型 |
| 1.2.2 强度评价指标 |
| 1.2.3 聚合物混凝土强度形成规律 |
| 1.2.4 文献小结 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 聚合物混凝土配合比设计 |
| 2.1 原材料 |
| 2.1.1 聚氨酯胶结料 |
| 2.1.2 集料 |
| 2.1.3 矿粉 |
| 2.1.4 催化剂 |
| 2.2 配合比设计 |
| 2.2.1 级配设计 |
| 2.2.2 最佳胶石比 |
| 2.2.3 路用性能验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 聚合物混凝土强度形成规律的研究 |
| 3.1 强度评价指标的选取 |
| 3.2 恒温恒湿养生强度形成规律分析 |
| 3.2.1 试验条件的确定 |
| 3.2.2 试验方案的确定 |
| 3.2.3 强度形成规律分析 |
| 3.2.4 影响因素效应分析 |
| 3.2.5 养生时间预测模型的建立 |
| 3.3 自然养生强度形成规律分析 |
| 3.3.1 自然养生条件的划分 |
| 3.3.2 试验方案的确定 |
| 3.3.3 强度形成规律分析 |
| 3.3.4 养生时间预测模型的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 聚合物混凝土开放交通时机预测模型的研究 |
| 4.1 开放交通时机预测模型研究方案 |
| 4.2 不同劈裂强度下的路用性能测试 |
| 4.2.1 高温抗车辙性能 |
| 4.2.2 低温弯曲性能 |
| 4.2.3 水稳定性能 |
| 4.2.4 疲劳性能 |
| 4.3 开放交通强度的确定 |
| 4.4 开放交通强度的验证 |
| 4.4.1 试验方法的选取 |
| 4.4.2 MMLS3 试验设备简介 |
| 4.4.3 试验方案 |
| 4.4.4 试验结果及分析 |
| 4.5 开放交通时机预测模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 实体工程验证 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 配合比及性能检测 |
| 5.2.1 原材料及配比 |
| 5.2.2 性能检测 |
| 5.3 施工过程 |
| 5.3.1 拌和 |
| 5.3.2 黏结层 |
| 5.3.3 摊铺 |
| 5.3.4 碾压 |
| 5.3.5 养生 |
| 5.4 开放交通后性能观测与模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）汽车免充气车轮接地力学与动态特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 汽车免充气车轮的发展现状分析 |
| 1.3 汽车免充气车轮的研究现状分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 鸟巢结构式免充气车轮接地性态分析 |
| 2.1 鸟巢结构式免充气车轮非线性有限元模型的建立 |
| 2.1.1 几何模型的简化与建立 |
| 2.1.2 车轮材料的定义 |
| 2.1.3 车轮与材料的非线性特性 |
| 2.1.4 车轮接地位置与约束条件的定义 |
| 2.1.5 车轮有限元网格划分 |
| 2.2 阵列20 的车轮的接地性态分析 |
| 2.2.1 接地印迹与法向应力分布分析 |
| 2.2.2 最大法向应力值分析 |
| 2.3 阵列30 的车轮的接地性态分析 |
| 2.3.1 接地印迹与法向应力分布分析 |
| 2.3.2 最大法向应力值分析 |
| 2.4 阵列40 的车轮的接地性态分析 |
| 2.4.1 接地印迹与法向应力分布分析 |
| 2.4.2 最大法向应力值分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 鸟巢结构式免充气车轮接地性态影响因素分析 |
| 3.1 外胎材料对车轮接地性态的影响 |
| 3.1.1 接地印迹与法向应力分布分析 |
| 3.1.2 最大法向应力值分析 |
| 3.2 接地位置对车轮接地性态的影响 |
| 3.2.1 阵列20 的车轮在位置2 处的接地性态分析 |
| 3.2.2 阵列30 的车轮在位置2 处的接地性态分析 |
| 3.2.3 阵列40 的车轮在位置2 处的接地性态分析 |
| 3.3 侧倾工况对车轮接地性态的影响 |
| 3.3.1 下沉量对车轮接地性态的影响 |
| 3.3.2 侧倾角对车轮接地性态的影响 |
| 3.3.3 不同侧倾角下下沉量对最大法向应力值的影响 |
| 3.4 摩擦系数对剪切应力的影响 |
| 3.4.1 接地印迹与剪切应力分布情况 |
| 3.4.2 印迹中心各节点处的剪切应力分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 车轮鸟巢结构固有频率计算与分析 |
| 4.1 菱形多孔结构固有频率分析 |
| 4.1.1 菱形多孔结构的理论综述 |
| 4.1.2 菱形多孔结构的固有频率计算 |
| 4.1.3 菱形多孔结构的有限元分析 |
| 4.2 筝形结构的固有频率计算 |
| 4.3 鸟巢结构径向固有频率分析 |
| 4.3.1 鸟巢结构的径向固有频率计算 |
| 4.3.2 鸟巢结构的有限元分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 鸟巢结构式免充气车轮模态分析 |
| 5.1 鸟巢结构式免充气车轮的模态求解 |
| 5.1.1 特征值的求解方法 |
| 5.1.2 固有频率与振型的提取 |
| 5.2 不同参数对鸟巢结构式免充气车轮模态的影响 |
| 5.2.1 外胎材料对车轮径向固有频率的影响 |
| 5.2.2 辐条阵列数对车轮径向固有频率的影响 |
| 5.3 不同工况对鸟巢结构式免充气车轮模态的影响 |
| 5.3.1 接地条件对车轮径向振动特性的影响 |
| 5.3.2 载荷对车轮径向振动特性的影响 |
| 5.3.3 转速对车轮径向振动特性的影响 |
| 5.4 基于模态分析的瞬态响应分析 |
| 5.4.1 轮毂对车轮模态的影响 |
| 5.4.2 车轮危险节点的瞬态分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 鸟巢结构式免充气车轮稳态滚动分析 |
| 6.1 车轮稳态滚动原理 |
| 6.2 车轮稳态滚动中的振动分析 |
| 6.2.1 稳态滚动中车轮的接地印迹与法向应力分布 |
| 6.2.2 转速对车轮最大法向应力值的影响 |
| 6.2.3 转速对不同阵列数车轮的最大法向应力值的影响 |
| 6.3 侧倾角对车轮稳态滚动中振动的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）柔辐式仿生非充气轮胎振动特性有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 课题的背景 |
| 1.1.2 论文研究的目的与意义 |
| 1.2 安全轮胎研究现状 |
| 1.2.1 充气安全轮胎 |
| 1.2.2 非充气安全轮胎 |
| 1.3 轮胎振动研究现状 |
| 1.3.1 轮胎振动模型介绍 |
| 1.3.2 国内外轮胎振动研究现状 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 第二章 柔辐式仿生非充气轮胎模型的建立 |
| 2.1 袋鼠仿生运动特征 |
| 2.1.1 仿生学基础理论 |
| 2.1.2 构件的代换原则 |
| 2.1.3 袋鼠生物学特征 |
| 2.2 轮胎有限元模型介绍 |
| 2.2.1 柔辐式仿生非充气轮胎单元构型法 |
| 2.2.2 柔辐式仿生非充气轮胎有限元结构模型 |
| 2.2.3 子午线轮胎有限元结构模型 |
| 2.2.4 胎冠复合材料模型 |
| 2.3 聚氨酯轮胎和橡胶轮胎材料性能对比 |
| 2.4 轮胎材料本构模型 |
| 2.4.1 轮胎材料本构模型对比 |
| 2.4.2 有限元软件材料试验数据拟合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柔辐式仿生非充气轮胎与充气轮胎静、动态对比分析 |
| 3.1 静态多刚度有限元仿真方案 |
| 3.2 柔辐式仿生非充气轮胎刚度耦合模型 |
| 3.2.1 仿生支撑体结构变形 |
| 3.2.2 仿生支撑柔辐与胎面刚度理论计算 |
| 3.2.3 理论计算与有限元仿真相关性验证 |
| 3.3 静态多刚度对比分析 |
| 3.4 静态接地压力对比分析 |
| 3.5 动态有限元仿真方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 柔辐式仿生非充气轮胎模态分析 |
| 4.1 特征值的解析方法 |
| 4.2 特征频率的表示方法 |
| 4.3 各种设计因素对柔辐式非充气轮胎固有频率的影响 |
| 4.3.1 柔性仿生支撑辐板个数的方案影响 |
| 4.3.2 胎面厚度的方案影响 |
| 4.3.3 仿生支撑辐板厚度的方案影响 |
| 4.3.4 带束层角度的方案影响 |
| 4.3.5 采用正交试验法对材料密度的方案影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔辐式仿生非充气轮胎随机振动分析 |
| 5.1 功率谱密度的建立 |
| 5.1.1 空间频率功率谱密度 |
| 5.1.2 时间频率功率谱密度 |
| 5.2 MATLAB/Simulink路面谱的建立 |
| 5.2.1 B级和C级路面谱时域模型 |
| 5.2.2 B级和C级路面谱频域模型 |
| 5.3 随机振动对比分析 |
| 5.3.1 柔辐式仿生非充气轮胎振动特性 |
| 5.4 柔辐式仿生非充气轮胎随机振动疲劳分析 |
| 5.4.1 ANSYS/n Code Design Life软件简介 |
| 5.4.2 随机振动疲劳分析前处理 |
| 5.4.3 随机振动疲劳分析结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 完成的工作 |
| 6.1.2 主要创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）非充气轮胎拓扑优化结构设计及关键力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 非充气轮胎研究现状分析 |
| 1.3 非充气轮胎拓扑优化结构设计研究现状分析 |
| 1.4 轮胎疲劳性能的研究发展现状 |
| 1.5 本文的主要工作介绍 |
| 第二章 非充气轮胎拓扑优化结构设计 |
| 2.1 基于BESO的周期连续体结构拓扑优化问题概述 |
| 2.1.1 SMIP插值函数 |
| 2.1.2 周期连续体结构单元灵敏度分析 |
| 2.1.3 周期连续体结构单元删减与增添 |
| 2.2 周期连续体结构拓扑优化 |
| 2.2.1 圆环结构优化模型建立 |
| 2.2.2 Optistruct模型优化设置 |
| 2.3 非充气轮胎圆环结构拓扑优化结果分析 |
| 2.3.1 不同周期下的圆环拓扑优化结果 |
| 2.3.2 不同体分比条件下的圆环拓扑优化结果分析 |
| 2.3.3 内外径之比不同圆环拓扑优化结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于单元构型法的非充气轮胎结构设计 |
| 3.1 非充气轮胎单元构型方法 |
| 3.2 非充气轮胎基本结构单元构建 |
| 3.2.1 扇形结构拓扑优化结果 |
| 3.2.2 基本结构单元提取 |
| 3.3 非充气轮胎组合单元 |
| 3.3.1 同类型组合单元构建 |
| 3.3.2 异类型组合单元构建 |
| 3.4 基于单元构型法构建菱形非充气轮胎 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 菱形非充气轮胎静态力学性能分析 |
| 4.1 构建菱形非充气轮胎数值仿真模型 |
| 4.1.1 网格单元类型的选择及划分 |
| 4.1.2 边界条件及载荷设置 |
| 4.1.3 聚氨酯及橡胶材料本构模型 |
| 4.1.4 聚氨酯材料有限元试验数据拟合 |
| 4.2 菱形非充气轮胎垂向刚度结果分析 |
| 4.2.1 菱形单元体阵列密度对垂向刚度结果分析 |
| 4.2.2 菱形支撑体辐板厚度对垂向刚度结果分析 |
| 4.2.3 胎面厚度对垂向刚度结果分析 |
| 4.3 菱形非充气轮胎支撑体应力分析 |
| 4.3.1 菱形支撑体单元阵列密度对应力的影响 |
| 4.3.2 胎面厚度对支撑体应力的影响 |
| 4.3.3 菱形结构辐板厚度对应力的影响 |
| 4.4 菱形非充气轮胎的接地特性分析 |
| 4.4.1 阵列密度对接地性能的影响 |
| 4.4.2 胎面厚度对接地性能的影响 |
| 4.4.3 辐板厚度对接地性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 菱形非充气轮胎疲劳性能研究 |
| 5.1 轮胎疲劳寿命分析理论及方法研究 |
| 5.2 菱形非充气轮胎支撑体疲劳寿命预测 |
| 5.2.1 疲劳计算有限元软件FE-SAFE简介 |
| 5.2.2 聚氨酯材料S-N曲线 |
| 5.2.3 非充气轮胎疲劳寿命预测 |
| 5.3 结构参数对菱形非充气轮胎疲劳性能的影响 |
| 5.3.1 菱形支撑体辐板厚度对轮胎疲劳寿命的影响 |
| 5.3.2 菱形支撑体结构阵列密度对轮胎疲劳寿命的影响 |
| 5.3.3 不同载荷对轮胎疲劳寿命的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间公开发表的论文 |
（5）基于电动巡逻车用全塑轮胎结构设计与性能分析（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 传统轮胎发展现状 |
| 1.3 免充气轮胎的研究进展 |
| 1.3.1 免充气轮胎简介 |
| 1.3.2 免充气轮胎结构研究现状 |
| 1.3.3 免充气轮胎材料研究现状 |
| 1.3.4 免充气轮胎性能分析方法 |
| 1.4 课题研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 全塑轮胎材料选择与结构设计 |
| 2.1 全塑轮胎材料选择 |
| 2.1.1 全塑轮胎材料性能测试 |
| 2.1.2 全塑轮胎本构模型的确定 |
| 2.2 全塑轮胎结构设计 |
| 2.2.1 全塑轮胎结构设计思路 |
| 2.2.2 支撑体式全塑轮胎结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 全塑轮胎关键部位结构优化 |
| 3.1 全塑轮胎关键部位结构力学分析 |
| 3.1.1 有限元软件ABAQUS简介 |
| 3.1.2 有限元建模 |
| 3.1.3 施加载荷与边界约束条件 |
| 3.1.4 基础模型计算结果分析 |
| 3.2 全塑轮胎结构优化 |
| 3.2.1 关键参数单因素模拟分析 |
| 3.2.2 关键参数正交模拟分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 全塑轮胎接地性能分析 |
| 4.1 全塑轮胎接地性能分析 |
| 4.1.1 全塑轮胎接地应力分析 |
| 4.1.2 全塑轮胎接地下沉量分析 |
| 4.1.3 全塑轮胎接地面积分析 |
| 4.2 全塑轮胎接地性能优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（6）热塑性聚氨酯弹性体3D打印研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号和缩略词说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热塑性聚氨酯弹性体 |
| 1.2.1 热塑性聚氨酯弹性体简介 |
| 1.2.2 热塑性聚氨酯弹性体研究现状 |
| 1.2.3 热塑性聚氨酯弹性体耐热性分析 |
| 1.3 3D打印技术及应用概述 |
| 1.3.1 3D打印技术简介 |
| 1.3.2 TPU材料3D打印概述 |
| 1.3.3 TPU 3D打印材料国内外研究现状 |
| 1.3.4 TPU材料3D打印在各领域的应用 |
| 1.4 非充气轮胎概述 |
| 1.4.1 非充气轮胎简介 |
| 1.4.2 非充气轮胎国内外研究现状 |
| 1.4.3 非充气轮胎的成型工艺 |
| 1.5 本论文的目的和意义 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 1.7 本论文的创新点 |
| 第二章 热塑性聚氨酯弹性体材料的性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器和设备 |
| 2.2.3 高性能热塑性聚氨酯弹性体的筛选 |
| 2.2.4 测试与表征方法 |
| 2.2.4.1 傅立叶变换红外光谱测试(FTIR) |
| 2.2.4.2 热重测试(TGA) |
| 2.2.4.3 差示扫描量热法测试(DSC) |
| 2.2.4.4 热机械性能测试(TMA) |
| 2.2.4.5 拉伸测试 |
| 2.2.4.6 等双轴拉伸测试 |
| 2.2.4.7 变温拉伸测试 |
| 2.2.4.8 动态机械热分析测试(DMA) |
| 2.2.4.9 耐曲挠性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1. TPU材料的初步筛选 |
| 2.3.1.1 TPU材料的拉伸测试分析 |
| 2.3.1.2 TPU材料的热重测试分析 |
| 2.3.1.3 TPU材料的热机械性能分析 |
| 2.3.1.4 TPU材料的DSC测试分析 |
| 2.3.1.5 小结 |
| 2.3.2 非充气轮胎3D打印TPU材料的筛选 |
| 2.3.2.1 TPU材料的FTIR测试分析 |
| 2.3.2.2 TPU材料的拉伸测试分析 |
| 2.3.2.3 TPU材料的热重测试分析 |
| 2.3.2.4 TPU材料的TMA测试分析 |
| 2.3.2.5 TPU材料的DSC测试分析 |
| 2.3.2.6 TPU材料的变温拉伸测试分析 |
| 2.3.2.7 TPU材料的双轴拉伸测试分析 |
| 2.3.2.8 TPU材料的耐曲挠性测试分析 |
| 2.3.2.9 TPU材料的DMTA测试分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 3D打印TPU线材的制作以及3D打印工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器和设备 |
| 3.2.3 FDM技术3D打印工艺的探究 |
| 3.2.4 测试与表征方法 |
| 3.2.4.1 熔融指数测试 |
| 3.2.4.2 流变性能测试 |
| 3.2.4.3 3D打印样条的拉伸测试 |
| 3.2.4.4 3D打印样条横截面形貌的SEM测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 熔融指数测试分析 |
| 3.3.2 流变性能测试分析 |
| 3.3.3 3D打印温度分析 |
| 3.3.4 3D打印填充率分析 |
| 3.3.5 3D打印样条横截面形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 TPU材料非充气轮胎的3D打印成型与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器和设备 |
| 4.2.3 非充气轮胎的3D打印成型 |
| 4.2.4 测试与表征方法 |
| 4.2.4.1 非充气轮胎的三向刚度测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 第一代非充气轮胎的3D打印探究 |
| 4.3.2 第一代非充气轮胎的3D打印成型 |
| 4.3.3 第二代非充气轮胎的3D打印成型 |
| 4.3.4 第三代非充气轮胎的3D打印成型 |
| 4.3.5 非充气轮胎的三向刚度测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（7）高耐热热塑性聚氨酯弹性体的制备及结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩写及物理符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 聚氨酯化学 |
| 1.3.1 聚氨酯的化学反应 |
| 1.3.2 PUE的应用及种类 |
| 1.3.2.1 PUE的应用领域 |
| 1.3.2.2 MPU |
| 1.3.2.3 CPU |
| 1.3.2.4 TPU |
| 1.3.3 PUE原材料 |
| 1.3.3.1 聚醇 |
| 1.3.3.2 有机异氰酸酯 |
| 1.3.3.3 扩链剂 |
| 1.3.4 TPU的合成方法 |
| 1.3.5 TPU性能的影响因素 |
| 1.4 聚氨酯的耐热性的影响因素 |
| 1.4.1 原料对聚氨酯耐热性的影响 |
| 1.4.1.1 异氰酸酯的影响 |
| 1.4.1.2 聚醇的影响 |
| 1.4.1.3 扩链剂的影响 |
| 1.4.2 物理改性 |
| 1.4.3 化学改性 |
| 1.4.3.1 酰亚胺基改性 |
| 1.4.3.2 恶唑烷酮改性 |
| 1.4.3.3 异氰脲酸酯环改性 |
| 1.4.4 聚合工艺的影响 |
| 1.4.5 凝聚态对软化点温度的影响 |
| 1.5 聚氨酯微相分离表征 |
| 1.5.1 红外光谱法(FTIR) |
| 1.5.2 差式扫描量热法(DSC) |
| 1.5.3 小角X射线散射(SAXS) |
| 1.5.4 广角X射线衍射(WARD) |
| 1.5.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 1.5.6 原子力显微镜(AFM) |
| 1.6 聚氨酯轮胎进展 |
| 1.6.1 聚氨酯轮胎的国外进展 |
| 1.6.2 国内聚氨酯轮胎的研究进展 |
| 1.6.3 聚氨酯轮胎的优缺点 |
| 1.7 3D打印 |
| 1.7.1 聚合物打印的分类 |
| 1.7.2 FDM打印 |
| 1.8 论文选题的目的和意义 |
| 1.9 本课题的主要研究内容 |
| 1.10 创新点 |
| 第二章 实验方案与表征方法 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.2 实验配方 |
| 2.3 仪器与设备 |
| 2.4 制备方法 |
| 2.4.1 TODI-TPU的制备 |
| 2.4.2 PPDI-TPU的制备 |
| 2.4.3 NDI-TPU的制备 |
| 2.4.4 等长硬段TPU的制备 |
| 2.4.5 3D打印线材制备 |
| 2.5 性能表征及测试方法 |
| 2.5.1 GPC分析 |
| 2.5.2 溶解实验分析 |
| 2.5.3 FTIR分析 |
| 2.5.4 SAXS分析 |
| 2.5.5 XRD分析 |
| 2.5.6 AFM分析 |
| 2.5.7 DSC分析 |
| 2.5.8 DMA分析 |
| 2.5.9 TGA分析 |
| 2.5.10 力学性能分析 |
| 2.5.11 TMA分析 |
| 2.5.12 3D打印分析 |
| 2.5.13 NMR分析 |
| 2.5.14 阿克隆磨耗分析 |
| 第三章 TODI-TPU的结构与性能的关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的性能影响 |
| 3.2.1 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的FTIT影响 |
| 3.2.2 TODI-TPU的溶解实验 |
| 3.2.3 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的GPC分析影响 |
| 3.2.4 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的SAXS影响 |
| 3.2.5 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的XRD影响 |
| 3.2.6 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的DSC影响 |
| 3.2.7 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的DMA影响 |
| 3.2.8 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的TMA影响 |
| 3.2.9 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的TGA影响 |
| 3.2.10 硬段长度及软段分子量对TODI-TPU的力学性能影响 |
| 3.2.11 TODI-TPU的3D打印实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 PPDI-TPU的结构与性能的关系 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软硬段长度对PPDI-TPU的性能影响 |
| 4.2.1 软硬段长度对PPDI-TPU的FTIR影响 |
| 4.2.2 PPDI-TPU的溶解实验 |
| 4.2.3 软硬段长度对PPDI-TPU的GPC影响 |
| 4.2.4 软硬段长度对PPDI-TPU的SAXS影响 |
| 4.2.5 软硬段长度对PPDI-TPU的XRD影响 |
| 4.2.6 软硬段长度对PPDI-TPU的DSC影响 |
| 4.2.7 软硬段长度对PPDI-TPU的DMA影响 |
| 4.2.8 软硬段长度对PPDI-TPU的TMA影响 |
| 4.2.9 软硬段长度对PPDI-TPU的TGA影响 |
| 4.2.10 软硬段长度对PPDI-TPU的力学性能影响 |
| 4.2.11 PPDI-TPU的3D打印实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 NDI-TPU的结构与性能的关系 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的影响 |
| 5.2.1 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的FTIT影响 |
| 5.2.2 NDI-TPU的溶解性实验 |
| 5.2.3 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的GPC影响 |
| 5.2.4 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的SAXS影响 |
| 5.2.5 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的XRD影响 |
| 5.2.6 NDI-TPU的AFM分析 |
| 5.2.7 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的DSC影响 |
| 5.2.8 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的DMA影响 |
| 5.2.9 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的TMA影响 |
| 5.2.10 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的TGA影响 |
| 5.2.11 NDI-TPU的3D打印实验 |
| 5.2.12 硬段长度及软段分子量对NDI-TPU的力学性能影响 |
| 5.2.13 NDI-TPU拉伸过程研究 |
| 5.3 不同软段对NDI-TPU的性能影响 |
| 5.3.1 不同软段ND-TPU的FTIR分析 |
| 5.3.2 不同软段NDI-TPU的GPC分析 |
| 5.3.3 不同软段NDI-TPU的SAXS分析 |
| 5.3.4 不同软段NDI-TPU的XRD分析 |
| 5.3.5 不同软段NDI-TPU的DSC分析 |
| 5.3.6 不同软段NDI-TPU的DMA分析 |
| 5.3.7 不同软段NDI-TPU的TMA分析 |
| 5.3.8 不同软段NDI-TPU的TGA分析 |
| 5.3.9 不同软段NDI-TPU的力学性能分析 |
| 5.4 NDI-TPU的应用研究 |
| 5.4.1 FTIR分析 |
| 5.4.2 GPC分析 |
| 5.4.3 DSC分析 |
| 5.4.4 DMA分析 |
| 5.4.5 物理机械性能分析 |
| 5.4.6 TMA分析 |
| 5.4.7 TGA分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 高规整聚氨酯弹性体的结构与性能的关系 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 新型扩链剂的合成 |
| 6.2.1 新型扩链剂的核磁分析 |
| 6.2.2 新型扩链剂的红外分析 |
| 6.3 TPU-N和TPU-T的结构与性能对比 |
| 6.3.1 TPU-N与TPU-T的TGA分析 |
| 6.3.2 TPU-N与TPU-T的FTIR分析 |
| 6.3.3 TPU-N与TPU-T的GPC分析 |
| 6.3.4 TPU-N与TPU-T的SAXS分析 |
| 6.3.5 TPU-N与TPU-T的AFM分析 |
| 6.3.6 TPU-N与TPU-T的DSC分析 |
| 6.3.7 TPU-N与TPU-T的DMA分析 |
| 6.3.8 TPU-N与TPU-T的TMA分析 |
| 6.3.9 TPU-N与TPU-T的物理机械性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及已发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（8）柔辐式非充气车轮的疲劳失效研究及结构优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 非充气轮胎国内外研究现状 |
| 1.3 轮胎疲劳性能研究现状 |
| 1.4 轮胎结构优化现状 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 第二章 网状柔辐式非充气车轮静力学分析 |
| 2.1 网状柔辐式非充气车轮设计 |
| 2.2 网状柔辐式非充气车轮建模 |
| 2.2.1 车轮几何模型的建立 |
| 2.2.2 车轮材料模型 |
| 2.2.3 相互作用 |
| 2.2.4 单元类型 |
| 2.3 网状柔辐式非充气车轮承载特性分析 |
| 2.3.1 车轮径向刚度分析 |
| 2.3.2 车轮应力分布规律分析 |
| 2.3.3 车轮应变分布规律分析 |
| 2.3.4 车轮应变能密度分布规律分析 |
| 2.3.5 车轮接地特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 网状柔辐式非充气车轮疲劳寿命预测 |
| 3.1 疲劳寿命预测方法 |
| 3.2 预置裂纹模型 |
| 3.2.1 裂纹位置、尺寸及类型 |
| 3.2.2 构建裂纹模型 |
| 3.3 车轮疲劳寿命预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结构参数对网状柔辐式非充气车轮性能影响分析 |
| 4.1 侧辐板曲率对网状柔辐式非充气车轮性能影响 |
| 4.1.1 侧辐板曲率对承载影响 |
| 4.1.2 侧辐板曲率对应变能密度影响 |
| 4.1.3 侧辐板曲率对接地特性影响 |
| 4.2 侧辐板数量对网状柔辐式非充气车轮性能影响 |
| 4.2.1 侧辐板数量对承载影响 |
| 4.2.2 侧辐板数量对应变能密度影响 |
| 4.2.3 侧辐板数量对接地特性影响 |
| 4.3 侧辐板厚度对网状柔辐式非充气车轮性能影响 |
| 4.3.1 侧辐板厚度对承载影响 |
| 4.3.2 侧辐板厚度对应变能密度影响 |
| 4.3.3 侧辐板厚度对接地特性影响 |
| 4.4 胎面厚度对网状柔辐式非充气车轮性能影响 |
| 4.4.1 胎面厚度对承载影响 |
| 4.4.2 胎面厚度对应变能密度影响 |
| 4.4.3 胎面厚度对接地特性影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 网状柔辐式非充气车轮结构优化设计 |
| 5.1 正交试验设计方案 |
| 5.2 极差分析 |
| 5.2.1 下沉量极差 |
| 5.2.2 应变能密度极差 |
| 5.2.3 翘曲指数极差 |
| 5.3 最优组合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.1.1 完成的主要工作 |
| 6.1.2 论文创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（9）超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 轮胎的发展 |
| 1.2.1 子午线轮胎设计理论的发展 |
| 1.2.2 子午线轮胎的优缺点 |
| 1.2.3 轮胎的发展方向 |
| 1.3 安全轮胎的发展 |
| 1.3.1 自密封型安全轮胎 |
| 1.3.2 自支撑型安全轮胎 |
| 1.3.3 内支撑体型安全轮胎 |
| 1.3.4 免充气型安全轮胎 |
| 1.4 有限元分析方法及其应用 |
| 1.4.1 有限元分析方法 |
| 1.4.2 ABAQUS软件简介 |
| 1.4.3 橡胶材料常见本构模型 |
| 1.4.4 有限元分析在轮胎研究中的应用 |
| 1.5 聚氨酯概述 |
| 1.5.1 聚氨酯发泡材料基本介绍 |
| 1.5.2 超临界CO_2发泡概述 |
| 1.5.3 超临界发泡原理概述 |
| 1.5.4 发泡聚氨酯材料研究进展 |
| 1.6 正交设计的概述 |
| 1.7 本论文主要内容与创新点 |
| 第二章 E-TPU材料性能 |
| 2.1 聚氨酯材料实验流程 |
| 2.1.1 原料来源及试样制备 |
| 2.1.2 性能测试 |
| 2.2 E-TPU成型工艺的研究 |
| 2.2.1 实验样品表观分析 |
| 2.2.2 力学性能测试 |
| 2.2.3 淬断断面微观性能分析 |
| 2.2.4 最佳成型工艺分析 |
| 2.3 热稳定性能分析 |
| 2.4 E-TPU材料模型 |
| 2.4.1 E-TPU材料仿真本构方程 |
| 2.4.2 E-TPU材料拉伸实验 |
| 2.5 材料参数准确性验证 |
| 2.5.1 有限元模型的建立 |
| 2.5.2 实验对比分析 |
| 2.5.3 聚氨酯试样冲击瞬间分析 |
| 2.5.4 能量分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 轮胎235/45R18仿真分析 |
| 3.1 轮胎235/45R18有限元模型的建立 |
| 3.1.1 二维模型导入及网格划分 |
| 3.1.2 装配与相互作用 |
| 3.1.3 二维转化三维 |
| 3.2 橡胶模型的构建 |
| 3.2.1 橡胶超弹性参数确定 |
| 3.2.2 橡胶黏性参数确定 |
| 3.2.3 橡胶材料属性准确性验证 |
| 3.3 弹性材料属性 |
| 3.3.1 钢丝材料属性与截面属性 |
| 3.3.2 正交设计实验 |
| 3.4 仿真分析结果 |
| 3.4.1 最大Mises应力分析 |
| 3.4.2 应变能密度分析 |
| 3.4.3 接地应力分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 安全轮胎设计与仿真分析 |
| 4.1 联通充气安全轮胎设计 |
| 4.1.1 内支撑体模型的创建 |
| 4.1.2 内支撑体的结构优化 |
| 4.1.3 安全轮胎装配 |
| 4.1.4 静态力学仿真结果分析 |
| 4.1.5 最终方案分析 |
| 4.1.6 聚氨酯支撑结构应力分析 |
| 4.2 实心内支撑体安全轮胎设计 |
| 4.2.1 内支撑体模型的创建 |
| 4.2.2 实心内支撑体方案确定 |
| 4.3 最终方案仿真结果分析 |
| 4.3.1 下沉量 |
| 4.3.2 接地面积 |
| 4.3.3 内支撑体受力 |
| 4.3.4 内支撑体侧偏 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 安全轮胎产品实测 |
| 5.1 内支撑体生产工艺 |
| 5.2 样胎产品初测性能 |
| 5.2.1 装配过程 |
| 5.2.2 支撑性能实测对比 |
| 5.2.3 行驶与扭转 |
| 5.2.4 初次测试结果与总结 |
| 5.3 样胎产品再测性能 |
| 5.3.1 内支撑体前期准备 |
| 5.3.2 支撑性能实测结果 |
| 5.3.3 行驶实测结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文目录 |
（10）王明江:免充气空心轮胎的40年情怀（论文提纲范文）
| 误打误撞, 门外汉成行家 |
| 自己选择的路, 就算爬也要爬到终点 |
| 一辈子扑在事业上, 为的是实业兴国科技救国 |
四、新型聚氨酯不充气轮胎（论文参考文献）
- [1]聚合物混凝土强度形成规律及开放交通时机预测模型研究[D]. 张业兴. 北京建筑大学, 2021(01)
- [2]汽车免充气车轮接地力学与动态特性分析[D]. 向仲兵. 燕山大学, 2021(01)
- [3]柔辐式仿生非充气轮胎振动特性有限元分析[D]. 张子峰. 山东理工大学, 2021
- [4]非充气轮胎拓扑优化结构设计及关键力学性能研究[D]. 陈小霞. 山东理工大学, 2021
- [5]基于电动巡逻车用全塑轮胎结构设计与性能分析[D]. 倪亚晨. 北京化工大学, 2020(02)
- [6]热塑性聚氨酯弹性体3D打印研究[D]. 王军. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]高耐热热塑性聚氨酯弹性体的制备及结构与性能研究[D]. 胡仕凯. 北京化工大学, 2020
- [8]柔辐式非充气车轮的疲劳失效研究及结构优化设计[D]. 冯静伟. 山东理工大学, 2020(02)
- [9]超临界发泡聚氨酯安全轮胎的设计与仿真分析[D]. 李长宇. 青岛科技大学, 2020(01)
- [10]王明江:免充气空心轮胎的40年情怀[J]. 郝章程. 中国橡胶, 2019(05)