【正文】 絲簾線，將來發(fā)展很有前途的骨架材料是B纖維，因鋼絲的比重大，而轎車胎隨著汽車速度和節(jié)能的要求，對其輊量化始終是個(gè)重要指標(biāo)。D帶束層封口膠由于帶束層邊緣露出沒有鍍層的端點(diǎn)，此端頭并未固定，加之端部受力和變形較大，因此決定子午胎成敗關(guān)鍵還在于能否達(dá)到并保持帶束層簾線與周圍橡膠在使用過程中始終有良好粘合性，并要求膠料有很高的耐疲勞強(qiáng)力，以防止胎肩脫層，為此，帶束層端部應(yīng)加貼粘合性能好耐疲勞強(qiáng)度高的封口膠。B肩墊膠為了將胎體簾布層與帶束層端頭隔開，使胎肩與胎側(cè)的連接弧度比較平坦，并轉(zhuǎn)移和吸收動態(tài)條件下通常集中于胎肩的應(yīng)力，防止在胎側(cè)面上部與胎肩連接區(qū)出現(xiàn)早期損壞，帶束層末端之下應(yīng)置有柔軟低定伸、高耐疲勞的膠料來作肩墊膠，從而防止胎體簾線與帶束層之間產(chǎn)生剪切應(yīng)變。(5)帶束層橡膠部件載重子午胎帶束層除由鋼絲簾布層組成外，一般還有橡膠部件常見的有中間膠、肩墊膠、層間墊膠和封口膠等。根據(jù)輪胎規(guī)格和帶束層功能的要求，來選用鋼絲簾線結(jié)構(gòu)和品種。根據(jù)美國smithers（斯密絲）科學(xué)服務(wù)公司提供的《國際輪胎分析報(bào)告》，（見表表4）。相反，如果要用右、右、左、右排列則使輪胎均勻性角度效應(yīng)（ply steer）指標(biāo)為“+”值，對右行道交通規(guī)則就能提高安全性。因此對帶束層排列形式開展了許多研究，不僅對排列的式樣，如梯形、等寬疊排式、交叉排列式、折疊式、包邊式等進(jìn)行研究，而且還應(yīng)注意帶束層簾線角度的排列方向，如四層結(jié)構(gòu)的排列方式可為：左、右、左、右（、+、+）；右、左、右、左（+、+、）；左、左、右、右（、+、+）；右、右、左、左（+、+、）；右、右、左、右（+、+、+）；以及左、左、右、左（、+、）等。下面各種不同硫化模型的取值[18]。其它寬度，每層依次較下一層差級為1015mm，最上面的保護(hù)層寬為最寬帶束層的50%以上，如過渡層為兩個(gè)斷開的窄層寬度約最寬層的30%[17]。（2） 寬度和長度帶束層的寬度一般宜大致與胎面相等；太窄胎面剛性和穩(wěn)定性差產(chǎn)生磨肩現(xiàn)象；過寬可能造成帶束層脫層。帶束層的密度要根據(jù)所受的應(yīng)力和鋼絲簾線的直徑而定。20186。就不能使胎體獲得必要的箍緊效果；但角度太小，不僅使帶束層的裁斷和接頭等工藝操作大大復(fù)雜化，而且對輪胎的使用性能不利，容易導(dǎo)致帶束層脫層的危險(xiǎn)。帶束層低斷面無內(nèi)胎載重子午胎帶束層簾線角度的取值，既要考慮到帶束層對胎體的箍緊系數(shù)，又要照顧到便于加工。據(jù)說與一般子午胎相比，燃料消耗降低5%，行駛里程提高20%；高速性能好，翻新率高[15]。D上三層半結(jié)構(gòu)將帶束層的第四層改為分布在兩肩的0186。C下三層半結(jié)構(gòu)將第一層過渡層分為兩邊部，中間部分?jǐn)嚅_無簾布層（見圖22c）。B三層結(jié)構(gòu)國外載重子午胎多數(shù)采用三層結(jié)構(gòu)帶束層，第一層仍為過渡層簾線排列基本上與四層結(jié)構(gòu)相仿，僅把第四層保護(hù)層取消了（見圖22b）。它起著束縛子午線胎體向外膨脹的作用，這兩層所構(gòu)成的帶束層剛性可直接影響子午胎的耐磨性、操縱性和節(jié)油等使用性能；第四層稱為保護(hù)層，一般采用高伸長簾線，角度排列與二、三層相仿，它起著保護(hù)工作層的作用，同時(shí)起著防止產(chǎn)生胎面帶束層脫空的現(xiàn)象。排列的胎體簾線角度過渡到接近周向排列的小角度帶束層，這樣可減小層間的剪切力，避免帶束層與胎體的脫層現(xiàn)象；第二、三層是帶束層結(jié)構(gòu)中主要承受應(yīng)力的簾布層稱為工作層，常用簾線角度為15186。~65186。根據(jù)不同輪胎規(guī)格和使用條件來選用，如對大規(guī)格輪胎或路面差使用條件苛刻的情況下應(yīng)選四層結(jié)構(gòu)為宜，反之對輪胎規(guī)格小和使用條件好的則可選用三層結(jié)構(gòu)。帶束層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式很多，視輪胎類型和使用條件不同以及所用帶束層材料性質(zhì)等因素而異，下面分載重車與轎車子午線輪胎類型介紹。167。圖21表示了采用有限元法計(jì)算結(jié)果，第五章 子午線輪胎帶束層設(shè)計(jì)與計(jì)算帶束層是子午線輪胎主要受力部件，它在很大程度上決定著胎體的變形，并承受著胎體的60~75%的應(yīng)力。（見圖20）這是由于TCOT輪廓在胎圈部位的曲率半徑比傳統(tǒng)輪廓大，而在接近帶束層的胎側(cè)曲率半徑比傳統(tǒng)輪廓小，這兩個(gè)因素促使充氣過程中傾向胎圈變形朝著輪輞邊緣方向移動，因此可使用胎體層端點(diǎn)（反包差級處）的應(yīng)變大小，同時(shí)也是因?yàn)樘ンw邊緣的膠料移動方向與胎體層端點(diǎn)移動方向接近一致之故。TCOT理論正好應(yīng)用此規(guī)律來控制充氣后的輪廓形狀變化，使至按我們力學(xué)分析的要求進(jìn)行充氣輪廓的變化。從RCOT帶束層張力公式（8）得出，TCOT輪廓的帶束層周向張力增大，帶束層相近處的胎體張力減小,而在胎圈部位的張力增大(見圖19).與RCOT輪廓的胎體張力分布趨勢相比，TCOT輪廓的張力分布變化比較平緩. 圖19 TCOT輪廓與張力分布b、胎圈張力控制與分析載重子午胎不管是否承受負(fù)荷，只要充于高氣壓就會導(dǎo)致胎體層端點(diǎn)的應(yīng)變，這種應(yīng)變是使輪胎產(chǎn)生和擴(kuò)大裂口的主要原因之一，而TCOT設(shè)計(jì)的輪胎可通過控制由于氣壓引起的輪廓變化，從而減小這種應(yīng)變，這樣可達(dá)到提高輪胎耐久性。a、帶束層張力控制與分析根據(jù)薄膜理論靜力平衡方和計(jì)算帶束層的張力公式與上述RCOT理論相同，以同樣的論點(diǎn)來調(diào)節(jié)控制帶束層、胎體和胎圈的張力分布，從而設(shè)計(jì)出TCOT理論的輪廓形狀。(2)TCOT理論的特征TCOT理論是在RCOT理論的基礎(chǔ)上發(fā)展提出的。高負(fù)荷和苛刻使用條件時(shí)的耐久性問題，因此RCOT理論必需發(fā)展才能適用于載重車胎。(1)TCOT 理論產(chǎn)生的背景為了要提高輪胎的某些性能，但又不犧牲其它性能，即解決“二律背反性”難題。TCOT理論是從輪胎最佳滾動輪廓理論（RCOT）發(fā)展而來的，這兩種設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)理論都是應(yīng)用薄膜理論，但與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法按靜態(tài)自然平衡輪廓設(shè)計(jì)輪胎有著原則上的區(qū)別，這兩種設(shè)計(jì)方法都以輪胎行駛時(shí)的形狀作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)，都通過控制帶束層、胎體和胎圈的張力分布來優(yōu)化最佳輪廓和提高輪胎綜合使用性能。帶束層張力（175/70SR13 F=110k圖18 轉(zhuǎn)彎時(shí)RCOT與傳統(tǒng)法輪廓的帶束層張力對比￡3TCOT 理論設(shè)計(jì)法 日本石橋公司在1987年提出并在1988年美國輪胎學(xué)會年會上發(fā)表輪胎最佳張力控制理論（TENSION CONTROL OPTIMIZATION THEORY）簡寫為TCOT理論。從圖18年到帶束層的最大張力值增加了。在自由滾動狀態(tài)下帶束層張力的分布狀況見圖17所示，其應(yīng)力最大值中心區(qū)轉(zhuǎn)移到邊緣部位，采用RCOT理論設(shè)計(jì)的輪胎其帶束層張力仍然是大于傳統(tǒng)法的，由于帶束層張力的增加不能抑制地面中的“雛曲”現(xiàn)象，從而提高輪胎的接地性能。以下列舉兩種輪胎在各種狀態(tài)下帶束層張分布的情況。帶束層與胎體張力分布是采用“有限元法（FEM）分析獲得。這樣就可提高輪胎的接地性能并抑制“雛曲”現(xiàn)象。圖14 RCOT輪廓與傳統(tǒng)輪廓對比從張力平衡的觀點(diǎn)來看，RCOT輪廓與自然平衡不同之處，是將原來均勻分布的胎側(cè)張力分散到帶束層和胎圈部位（見圖16）。若對自然平衡輪廓來說，當(dāng)輪輞直徑、輪輞寬度和輪胎寬度不變的情況下胎體的輪廓曲線也就確定了，所以曲率半徑r和夾角θ不可能再有什么改變。T=1/2AP(B2rsinθ) （8）式中: T帶束層總張力； P充氣壓力；a 帶束層直徑； r徑向主曲率半徑；B帶束層寬度；θ胎體與帶束層線間的夾角； a帶束層直徑 B—輪胎斷面寬 Bw—帶束層寬度 T=C—輪輞寬 N= d—輪輞直徑 —徑向主曲率半徑p—壓力 —帶束層張力 N—徑向薄膜力圖13 輪胎斷面輪廓與張力方程式（7）說明了胎體的徑向薄膜力N與斷面輪廓的主曲率半徑r成正比。（2） RCOT 理論的輪廓與張力特征 充氣輪胎基本上被認(rèn)為是一個(gè)軸對稱的薄殼體，由于胎側(cè)剛度比較低，從而可適用薄膜理論。（1） RCOT理論產(chǎn)生的背景 為了探索輪胎行駛時(shí)滾動狀態(tài)下的斷面輪廓，用來解決轎車產(chǎn)生偏離時(shí)引起胎面與路面接觸不充分而發(fā)生一種“雛曲”現(xiàn)象這種“雛曲”現(xiàn)象會使胎面表面部分從路面浮起，而導(dǎo)致輪胎接地性能顯著惡化，使行駛性能下降。雜志上介紹了輪胎最佳理論即Rolling Contour optimizat Theory簡寫為RCOT理論。2 RCOT理論設(shè)計(jì)方法日本石橋公司在1984年的171。圖10 子午胎斷面形狀和幾何參數(shù) 圖11帶束層和簾布層內(nèi)壓分配率根據(jù)FRANK的計(jì)算結(jié)果，認(rèn)為充氣接觸壓力分配率函數(shù)g(s)的曲線形狀是梯形比拋物線更為接近,因此可近似地假設(shè)g(s),子午胎斷面輪廓就可按下述積分公式求取.(1) 胎側(cè)曲線r≤r≤r（從輪輞點(diǎn)B到帶束層端點(diǎn)D）Z=Zr）[{（rr）+r}(rr)]dr…(2) 胎冠曲線區(qū)域rrr(從帶束層端點(diǎn)D到胎冠點(diǎn)A)Z=Zr）[{（rr）+r}/{[（rr）+r][(rr)+r]}dr…（4）式中=1g 根據(jù)這種理論所得的斷面輪廓曲線，進(jìn)行計(jì)算曲線與實(shí)測曲線對比，在胎圈和帶束層端部多少有點(diǎn)偏離如圖12所示。（見圖）在平衡輪廓中線基礎(chǔ)上配制各部位的厚度、和曲率半徑、以及胎圈寬度j等參數(shù)即可繪制出輪胎斷面的外輪廓。再在選好的K點(diǎn)位置上用曲率半徑找出園心作出下胎側(cè)弧。（作圖方法詳見圖7）圖6 胎圈中線和E點(diǎn)座標(biāo)圖7 胎圈弧線的繪制圖 （5）平衡輪廓曲線與斷面外輪廓的繪制 根據(jù)上述的步驟，將已知參數(shù)和計(jì)算參數(shù)編成表格（見表2），通過計(jì)算得出各部位的曲率半徑，即可進(jìn)行平衡輪廓的繪制。 （4）胎圈部位輪廓曲線的設(shè)計(jì) 由于輪胎胎圈厚度大大超過胎體層的厚度，所以平衡輪廓的中線應(yīng)設(shè)在胎圈的中央部位。求出相應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸的半徑：a、 胎冠點(diǎn)半徑r=Rmb、 斷面最寬點(diǎn)半徑r=(R+r)或按上述第三節(jié)確定c、 下胎側(cè)j點(diǎn)半徑r=r(3)求出斷面上相應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑 胎冠點(diǎn)曲率半徑 =m斷面最寬點(diǎn)胎側(cè)曲率半徑 = 胎肩曲率半徑= 下胎側(cè)（j）點(diǎn)曲率半徑
根據(jù)上述求得的曲率半徑進(jìn)行輪廓曲線的繪制。由于輪胎胎體具有一定厚度，故應(yīng)以胎體層的中線來計(jì)算平衡輪廓曲線較為合理。從靜態(tài)力學(xué)平衡方程中得出充氣輪胎平衡輪廓曲率半徑公式（1），由于子午線輪胎的胎體簾線角度為90176。當(dāng)輪胎充氣時(shí)，胎體所受應(yīng)力是均勻分布的，如圖3所示。這種平衡輪廓的計(jì)算方法是以薄膜——網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)，最初是用于斜交胎，后來也用于子午胎的輪廓設(shè)計(jì)。1987年又提出了適用于載重車和公共汽車子午胎的設(shè)計(jì)方法TCOT理論[8]，接著1988年日本橫濱公司提出了STEM理論設(shè)計(jì)方法[9]，主要適用于載重子午胎，相繼日本東洋公司又推出新的理論叫DSOC（最佳化輪廓）[10]，并研制出新型載重輪胎獲得優(yōu)異的性能。這是由于計(jì)算機(jī)的廣泛
使用，特別是有限元分析法引入輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使研究人員可以真實(shí)地模擬輪胎工作狀態(tài)的任意斷面形狀，并分析其應(yīng)力——應(yīng)變分布的合理性，從中優(yōu)化最佳輪廓形狀來設(shè)計(jì)輪胎。為保證輪胎與路面在行駛面寬度與斷面高之比值,一般宜取h/~,行駛面寬(b)與斷面寬（B）之比值b/~.
行駛面弧度半徑()與行駛面寬(b)和帶束層寬(BW)與行駛面寬(b),BW/~, /~,~.

4 胎圈間距的選取
胎圈間距C一般選用與輪輞寬相等,或選用小于輪輞寬度,但不超過15~,并增大側(cè)向剛性,胎圈間距C與斷面寬B之比C/~,~.
5 斷面高與斷面寬之比
作為輪胎設(shè)計(jì)重要參數(shù)之一H/B,對子午線輪胎可不直接選取,這是由于子午線輪胎外直徑變化很小,，（以上已介紹其膨脹比）由此H/B比值就成為定值。兩層帶束層的行駛面邊部直徑增大要比四層帶束層的大得多，因此對多層鋼絲帶束層輪胎可采用較小的行駛面弧度。表1 不同骨架材料的斷面寬膨脹比值簾線類別 B’/B的比值鋼絲簾線 ~人造絲簾線 ~聚酯簾線 ~尼龍簾線 ~子午線輪胎的外直徑膨脹率要比斜交胎小得多,是因?yàn)樽游缇€輪胎冠部有周向不易伸張的帶束層箍著胎體,因此充氣后輪胎的外直徑變化很小,一般增大1~.2 子午線輪胎斷面最寬點(diǎn)半徑(水平軸)的確定~,載重子午胎H1/（HFH）=,FH為輪輞的輪緣高,H2為輪胎斷面的上胎側(cè)高.3 行駛面弧度與寬度的確定行駛面弧度的選取,主要取決于帶束層的剛性,此外,行駛面弧度半徑與行駛面寬度、行駛面弧度高與斷面高、行駛面寬度與斷面寬、帶束層寬與行駛面寬的比值以及胎體胎體簾線類型，也有相當(dāng)大的影響。只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)考慮不同骨架材料的伸張性能和輪胎與模型的斷面寬和外直徑膨脹等影響來選擇充氣輪胎與模型的斷面寬和外直徑膨脹比。 c=5 in。d=H—實(shí)際使用充氣輪胎斷面高度轎子午胎不同系列的負(fù)荷系數(shù)“K”系列5060707882“K”系列1．6551．6551．6551．7431．743現(xiàn)以185/70SR14為例計(jì)算B‘= in,D’= in。1 載重子午線輪胎[3] Q=K(dr+B) Q=102(dr+B) 式中Q—輪胎負(fù)荷（Lb）；K—負(fù)荷系數(shù)；P—充氣內(nèi)壓（Lb/in2）；kpad—輪輞名義直徑；cmB—當(dāng)C/%理論輞上的輪胎斷面寬度（in）cmC—輪輞寬度cmB按下列公式計(jì)算： B=B’B=B=B’B’—實(shí)際使用充氣輪胎斷面寬度（in）。氣壓為670kpa（），氣壓為700kpa（）比斜交胎相應(yīng)氣壓高30kpa（），所以子午線輪胎負(fù)荷計(jì)算方法與斜交胎相同，只是在計(jì)算負(fù)荷后有時(shí)需增加一些氣壓，另外負(fù)荷系數(shù)k值可能略有不同。胎圈部份由鋼絲圈、復(fù)合硬膠芯和子口護(hù)膠等構(gòu)成（見圖2）1胎面膠；2尼