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伊利诺伊大学研究非气动轮胎剪切层 提供多种结构模式添加时间:2020-03-05 16:15
   非气动轮胎,Illinois大学,轮胎剪切层,无爆胎轮胎,核算机算法

 

(图源:Illinois官网)

   【我国轿车资料网】现在,一些高尔夫球车和割草机没收开始运用无气轮胎,并且至少有一家大型轮胎公司正在出产非气动轿车轮胎。可是,要在轿车上推行运用非气动、无爆胎轮胎,还有很长的路要走。关键是找到一种规划,使其能像传统充气轮胎那样,既拥有无穿刺强度,又能坚持弹性,保证舒适、无轰动行进。

据外媒报导,伊利诺伊大学(University of Illinois)的研讨人员要点研讨轮胎的剪切层(就在胎面下面),以处理部分问题。该校航天工程系助理教授Kai James和研讨生Yeshern Maharaj,经过核算机算法优化规划,为非充气轮胎的剪切层供给多种结构形式。他们经过核算机仿照,仿照剪切层的弹性呼应,核算资料拉伸力和歪曲才干。

James说:“咱们正在寻觅高强度剪切力,即资料在压力下能接受多大的应变,咱们想要的是轴向刚度。”这些物理压力,不同于轮胎老化或风化,而是与内部应力和压力有关。本质上来说,是资料对本身施加的压力有多大。James表明:“假如压力超越必定程度,资料就会失效。所以,咱们引进压力束缚,保证在任何一种规划下,压力都不会超越资料极限。”

“还有委曲束缚。假如你有一个狭隘细长的构件,比方说某个元件内部的支柱,对它进行紧缩时,有或许呈现变形。咱们有办法从数学上猜测,多大的力能引起结构委曲,并进行相应的调整。依据你对每个规划的要求权重,比方委曲、压力、刚度、剪切,及其恣意组合,能够进行不同的规划。”

他们的方针是规划出一种既能接受压力、又有弹性的轮胎,让人感觉不到像是在驾驭钢铁轮胎。James解说了怎么经过核算机仿真来找到最佳形式,去除次等结构形式。首要,经过核算机仿照即将用来制作轮胎的大块资料。由于固体块状资料弹性不大,资料简直被切断了,才干留出必定的弹性空间。他说:“假如你在资料上挖洞,直到它看起来像个棋盘蓬首垢面,运用一半的资料,你也能够得到一半的原始硬度。现在,假如把图画做得更杂乱,的确能够调整刚度。”

清楚明了,从一大块资料变成薄薄的、相似花边图画的接连体,其间潜在的规划数量是无限的,可是,要对每一种规划都进行测验,这不实际。并且,需求留意的是,这种算法能够得出不止一种最优规划。James表明:“查找算法能够有战略地查找规划空间,尽或许协助减少所测验的规划品种。当你测验不同的规划办法时,每一个新规划都是对之前的改善,终究得到挨近最优化的成果。”

James说,像这样的核算机结构建模,或任何物理体系,在编码至模型时都有必定程度的杂乱性。模型的精度和保真度越高,本钱越高。“从核算的视点来看,咱们一般谈论的是,在高功能核算机上进行剖析所需的时刻。”研讨人员正在寻觅职业或研讨协作者,以继续进行相关剖析。

  标签: 轮胎  
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