普通高等教育“十一五”国家级规划教材：现代轮胎结构设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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辛振祥 等 编

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• 材料力学
• 橡胶工程
• 机械设计
• 工业工程

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122121073

版次：1

商品编码：10841806

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-06-01

页数：149

正文语种：中文

内容简介

　　 《现代轮胎结构设计》中每个章节均附有习题供学习者练习使用，即适合各大专院校学生企业培训学习作为教材学习使用，又适合于各轮胎公司与相关企业技术人员学习参考。
　　 近几年轮胎结构设计中新的理论与方法，结合轮胎结构设计所需的基础知识、基础理论与基础方法，重点在于系统掌握普通轮胎及子午线轮胎结构设计的方法与过程，便于读者系统的阅读与掌握。全书共分四章，书中第一章主要介绍了轮胎的结构、分类、规格表示、演变发展、轮辋等基本知识；第二章主要介绍了轮胎的力学基础和设计理论，是从事轮胎结构设计与分析的基础；第三章主要介绍了普通斜交轮胎、子午线轮胎及特殊轮胎的结构设计方法及要点。第四章主要介绍了计算机辅助设计技术及有限元分析技术在轮胎结构设计中的应用基础及分析方法。

内页插图

目录

第一章 概论
第一节 轮胎的功能及使用性能
一、轮胎的基本功能
二、轮胎的基本使用性能
第二节 轮胎的结构组成与分类
一、轮胎的组成
二、轮胎的骨架结构
三、轮胎的分类方法
第三节 轮胎的规格表示与命名
一、传统的规格表示法
二、ISO国际标准表示法
第四节 轮胎的历史与发展
一、轮胎的发展历程
二、轮胎结构设计技术和生产技术的发展
三、现代形形色色的轮胎产品
第五节 车轮与轮辋
一、车轮的类型
二、轮辋的断面分类
三、轮辋规格及代号
习题

第二章 轮胎的性能力学基础和设计理论
第一节 轮胎的基本受力与变形
一、轮胎内压负荷特性
二、轮胎负荷下的接地印痕面积与压力分布
三、轮胎的侧向力与侧向形变、纵向力与滚动变形
第二节 轮胎各部位的力学基础
一、胎面的应力与应变
二、缓冲层（带束层）中的应力
三、胎体帘布层中的应力与应变
四、胎圈钢丝圈的应力
第三节 轮胎滚动的生热和热状态
一、轮胎滚动过程温度的分布
二、轮胎滚动速度与各部位温升
三、轮胎承受负荷与轮胎生热
四、轮胎气压与生热
五、轮胎结构与其生热
第四节 轮胎的结构设计理论
一、薄膜网络理论
二、层合理论简介
三、现代轮胎结构设计理论
习题

第三章 轮胎结构设计方法
第一节 普通轮胎结构设计方法
一、轮胎结构设计的基本依据和程序
二、轮胎结构设计的技术指标
三、外胎外轮廓尺寸的确定方法
四、外胎花纹设计
五、充气轮胎常用骨架材料
六、外胎内轮廓曲线的确定方法
七、设计方案优选与绘制图纸
八、外胎施工设计原理
第二节 子午线轮胎结构设计方法
一、自然平衡轮廓理论简介
二、子午线轮胎轮廓主要参数
三、子午线轮胎花纹设计特点
四、子午线轮胎带束层设计
五、子午线轮胎胎体层强度计算
六、子午线轮胎胎圈设计特点
七、子午线轮胎的施工设计特点
第三节 特殊用途轮胎结构设计特点
一、工程机械轮胎
二、农业及林业机械轮胎
三、摩托车轮胎
习题

第四章 轮胎CAD/FEA
第一节 轮胎CAD
一、CAD技术在轮胎中的应用概况
二、轮胎CAD系统简介
第二节 轮胎有限元分析
一、有限元基础知识
二、轮胎有限元分析
三、轮胎结构优化
习题
参考文献

精彩书摘

（4）聚酯 1962年，美国最先用聚酯纤维制造轮胎帘布，应用于轿车轮胎，日本也相继发展起来。目前美国和日本已大量用聚酯帘线作轿车轮胎的骨架材料。聚酯纤维由二元酸和二元醇合成制得，其性能特点如下：强度较高，干强度和湿强度大致相等；回弹性和耐疲劳性能良好；初始模量高，尺寸稳定性好；耐热性高于一般纤维；耐磨性比天然纤维好；密度较大，吸湿率较低；与橡胶黏合困难。用聚酯帘布制造的轮胎尺寸稳定性好，没有平点。质量比较均匀。作为轮胎帘线来说，聚酯强力虽不如尼龙，但比人造丝好。耐疲劳性能亦比人造丝优越。使用聚酯帘线应注意，如胶料中有水分和胺基团，则会使之降解。使用聚酯的轮胎行驶中生热较高，这也限制了聚酯帘线的使用范围，一般多用于小规格轻卡车或轿车轮胎。
（5）玻璃纤维 轮胎工业用的玻璃纤维主要是无碱或低碱的玻璃纤维，它的基本特性是：有很高的强度，其比强度高于其他纤维；它的初始模量很高，伸长率很低；耐热性能极好，高温下性能不受影响。主要缺点是耐屈挠性能最差，耐磨性能亦差，与橡胶的黏合性能不好。玻璃纤维制成帘线后，在动态屈挠下，帘线因单丝间摩擦而断裂，以致疲劳性能很差。国外采用间苯二酚一甲醛胶乳浸渍单丝再合股成帘线，这样单丝之间有橡胶中间层，避免了帘线在屈挠过程中单丝之间的摩擦，从而能使单丝保持高强度，又改善了耐疲劳性能。这种玻璃纤维帘线可用于带束斜交轮胎的带束层或子午线轮胎的带束层中。
……

前言/序言

轮胎工业随着世界橡胶工业发展发生了巨大的变化，中国的轮胎工业也已显现出勃勃生机，在不断总结引进技术的同时，我国轮胎工业在产品结构设计的理论、方法、手段等方面有了很多的进步与提高，特别是在子午线轮胎的设计手段上均普遍使用了有限元技术对产品进行分析研究，最终达到优化产品设计方案目的。《现代轮胎结构设计》结合传统轮胎的设计方法融入了现代轮胎设计理论与方法，在总结多年教学与研究经验的基础上编写了此书。编者均是长期从事轮胎结构设计课程的教授并从事相关的科研工作，书中第一章至第三章由邓涛副教授执笔完成，第四章由王伟副教授执笔完成，辛振祥教授负责全书的审阅。
本书在编写过程中得到了轮胎企业广大同仁及校友的支持与帮助，提供了珍贵的资料并提出了很多宝贵的意见，同时该书作为国家“十一五”出版教材得到了化工出版社、青岛科技大学教务处及学生们的大力支持，编者在此谨致衷心感谢！
由于轮胎技术的迅速发展，编者掌握最新资料与接触轮胎新产品结构设计开发实际经验不足，书中难免会有错漏之处，敬请广大读者批评指正！

好的，这是一份关于一本不包含《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：现代轮胎结构设计》内容的图书简介，力求详尽且自然流畅。 --- 图书简介：工程力学在复杂系统优化中的前沿应用 深入解析：结构稳定性、疲劳寿命与动态响应的量化模型 导论：跨学科视域下的工程挑战 当前，先进工程领域面临着前所未有的挑战，这些挑战往往源于对结构在极端工况下性能的精确预测需求。无论是航空航天器的轻量化设计，还是高精度制造设备的振动控制，核心瓶颈始终在于对材料行为、复杂载荷交互作用以及系统长期可靠性的深刻理解。 本书《工程力学在复杂系统优化中的前沿应用》正是为应对这些挑战而编写的。它并非聚焦于某一特定部件的设计规范，而是致力于构建一个通用的、可迁移的理论框架和计算范式，用以分析和优化那些由多物理场耦合构成的复杂工程系统。全书的叙事线索紧密围绕“从宏观现象到微观机理，再到系统级优化”这一逻辑展开。 第一部分：非线性材料本构关系与损伤演化 本书的起点是超越经典线性弹性理论的局限。在现代工程材料，如先进复合材料、高熵合金或功能梯度材料的应用场景中，材料的应力-应变关系往往表现出显著的非线性特征，尤其是在大变形、高应变率或温度敏感性环境下。 1.1 粘塑性与超弹性模型： 详细阐述了Viscoplasticity（粘塑性）模型，特别是Johnson-Cook模型及其修正形式，如何精确描述金属在冲击载荷下的动态屈服。同时，对于橡胶或生物材料，弹性体的Green-Naghdi应变率处理方法被置于核心地位，通过引入自由能密度函数，实现了对超大应变的精确描述。 1.2 损伤力学与渐进式失效分析： 本部分深入探讨了Continuum Damage Mechanics (CDM) 的发展。重点分析了基于能量释放率的断裂力学（如EVP/XFEM）如何与微观尺度的孔隙/微裂纹萌生模型相结合。我们展示了如何建立一个损伤变量 $omega(t)$，该变量不仅依赖于应力状态，还耦合了温度和化学环境，从而预测结构在长期服役过程中的渐进性承载能力退化。 1.3 微观结构与宏观力学行为的桥接： 引入了基于离散元方法（DEM）和晶格模型（Lattice Model）的模拟技术，用以理解材料内部晶界滑动、位错运动如何影响整体的屈服强度和疲劳门槛。这为材料工程师提供了直接从微观组织参数推导宏观力学参数的工具。 第二部分：动态载荷响应与随机振动分析 现代工程系统的运行环境充满了不确定性，包括随机风载、地震激励或机器内部的高频振动。准确预测结构对这些随机输入的响应，是保障系统安全的关键。 2.1 模态分析的局限与扩展： 传统模态分析常假设结构线性且参数固定。本书重点讨论了非定常模态分析，即结构参数随时间或载荷变化的响应。我们引入了多尺度模型（MSM）来处理具有周期性或拟周期性激励下的稳态和暂态响应。 2.2 随机振动理论的深入应用： 区别于处理确定性载荷，本章专注于平稳随机过程（如White Noise或Bessel过程）下的结构响应。重点介绍了： 功率谱密度（PSD）方法： 如何构建系统传递函数的PSD，并利用积分定理求解均方根响应。 Monte Carlo模拟的效率优化： 针对高自由度系统，讨论了基于球高斯（Latin Hypercube Sampling, LHS）的稀疏抽样技术，以大幅降低计算成本，同时保持预测的统计精度。 可靠性评估： 如何将随机响应分析结果与极限状态函数结合，计算结构在规定服役期内的失效概率（Probability of Failure, $P_f$）。 第三部分：复杂系统耦合与优化设计 系统级性能不再是各子系统性能的简单叠加，而是高度依赖于它们之间的物理耦合机制。 3.1 多物理场耦合（FSI/FEA）： 详细分析了流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）在涡旋诱导振动（VIV）和气动弹性失稳中的应用。我们侧重于单向、双向及全隐式耦合算法的收敛性与计算效率的权衡。特别是针对高频热耦合（Thermo-Mechanical Coupling）问题，展示了如何通过解耦迭代策略来稳定求解过程。 3.2 拓扑优化与轻量化设计： 引入了基于密度法的拓扑优化方法（Solid Isotropic Material with Penalization, SIMP）。与传统方法不同，本书强调在优化目标中融入疲劳寿命约束和动态刚度约束，而非仅仅最小化体积或最大化固有频率。通过引入拉格朗日乘子法，实现了对多个竞争性约束条件的有效管理，生成的结构是满足特定动态性能要求的。 3.3 优化控制与主动减振： 在结构设计完成后，如何通过主动控制来提升其在复杂工况下的表现？本书介绍了基于状态空间模型的先进控制策略，如线性二次调节器（LQR）和鲁棒H-infinity控制，用以实时抑制结构振动，并讨论了传感器布局对控制系统性能的敏感性分析。 总结与展望 本书旨在为高级工程专业学生、研究人员和资深工程师提供一个严谨且实用的工程力学工具箱。它要求读者具备扎实的固体力学和有限元基础，但通过丰富的实例（涉及高超音速飞行器热防护、大型桥梁抗震、精密仪器抗干扰等），将抽象的理论转化为可操作的分析流程。全书的价值在于，它提供的是一套解决“未知问题”的思维范式，而非特定部件的“设计配方”。 --- 关键词： 非线性有限元、损伤力学、随机振动分析、流固耦合、拓扑优化、先进控制理论。 适用对象： 航空航天工程、土木工程（结构抗震方向）、机械工程（高级设计与分析方向）、材料科学与工程（计算方向）的研究生及专业工程师。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在轮胎行业摸爬滚打了十多年的老兵，我最看重的书籍往往是那些能够提供跨代际技术洞察的著作。这本关于结构设计的教材，在回顾经典结构的同时，对“未来轮胎”的讨论也显得尤为精彩。书中对缺气保用轮胎（RFT）以及未来可能普及的非充气轮胎（NPT）的结构挑战和设计侧重点进行了深入的探讨。作者并没有简单地罗列这些新技术的优缺点，而是从材料科学和结构力学的角度，剖析了这些新技术对传统设计思维的冲击。例如，他们对于胎体刚度和侧向支撑性的解耦处理，展示了设计者在应对不同工况时所需要付出的巨大智慧。这本书的语言风格非常沉稳、客观，没有那种浮夸的“颠覆性”口号，但字里行间透露出的扎实功底，让人心悦诚服。它像是一部技术发展史的侧面记录，让你在学习现有知识的同时，也能预见到未来十年结构设计可能发展的方向。对于行业内的中高层技术人员，这本书提供的技术深度和广度是不可多得的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

天哪，这本书简直是为那些对汽车工程、尤其是底盘和车辆动力学感兴趣的人量身定做的“圣经”。我记得我第一次翻开它的时候，那种感觉就像是终于找到了失散多年的地图，能够清晰地指引我穿过复杂而迷人的轮胎世界。它不仅仅是在罗列各种技术参数和制造工艺，更是在深入剖析轮胎作为车辆与地面之间唯一接触点的“哲学”。我特别欣赏作者在讲解花纹设计时那种近乎艺术家的细腻笔触。比如，他们如何权衡排水性能与干地抓地力，那种在不同需求之间寻求完美平衡的论述，读起来简直是一种享受。书中对胎面胶料配方的讲解，虽然涉及了不少化学知识，但作者总能用非常形象的比喻将复杂的分子链结构和宏观性能联系起来，让我这个非化学专业的读者也能领会其中奥妙。它不是那种冷冰冰的教科书，反而更像是一位资深工程师在你耳边耐心讲解，时不时还会穿插一些他当年在设计过程中遇到的“坑”和最终的解决方案。对于想从理论深度理解轮胎如何影响车辆安全、燃油经济性和舒适性的工程师或高级爱好者来说，这本书的价值简直无可估量，它提供了一个全景式的、深入骨髓的视角。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的编排逻辑清晰得令人赞叹。它不像某些技术书籍那样，在介绍完基础理论后，就一头扎进复杂的计算公式里，让人望而却步。作者非常高明地将理论讲解与实际工程应用案例巧妙地穿插融合。例如，在讲解了子午线轮胎的径向层和带束层如何协同工作后，紧接着就引入了高速载重轮胎在这种结构下的失效模式分析，这种“提出问题—分析原理—展示实例—总结经验”的教学闭环设计，极大地提升了读者的学习效率和记忆深度。我特别喜欢其中对于不同国家和地区（比如欧洲、北美和亚洲）在轮胎标准和设计偏好上的差异分析，这体现了作者广阔的国际视野，让这本书的参考价值远远超出了单纯的技术手册范畴。它不仅是教你如何“做”轮胎结构，更是教你如何站在全球化的视角去“理解”轮胎的设计生态。对于准备进入国际贸易或跨国合作的工程师而言，这种背景知识的补充是无价的。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我最大的感受是其对“细节决定成败”的极致强调。我们都知道轮胎很重要，但这本书让你明白，一个毫米级的胎圈结构变化，在极端工况下是如何影响到轮胎的安全性和使用寿命的。书中对胎面与胎体、胎肩与侧壁之间的过渡区域的结构设计进行了极其详尽的分析，甚至细致到了加强层和缓冲层的厚度梯度如何影响接地面的均匀性。这种对工程美学的追求，令人叹为观止。阅读过程中，我经常会停下来，结合自己车上的轮胎，试着去“反推”书中的理论模型，看看制造商在实际生产中是如何在成本、性能和耐用性之间进行取舍的。这本书的价值在于它提供了一套完整的思考框架，让你从一个旁观者变成一个可以质疑和优化设计的“内部人士”。它不是那种一读就忘的快餐读物，而是需要反复研读、时常翻阅，每次都会有新的体会的工具书。它成功地将晦涩的理论知识转化为可操作的设计指导原则。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对这类“规划教材”是抱有一定程度的保留态度的，总觉得它们可能会过于侧重应试教育的框架，缺乏实际工程中的那种“野路子”和创新精神。然而，这本书完全颠覆了我的刻板印象。它在结构分析这一块的阐述，简直达到了教科书级别的严谨，同时又兼顾了现代设计理念的前瞻性。尤其是对子午线轮胎和斜交轮胎在受力分析上的对比，那张力分布图清晰得让我仿佛能用手触摸到内部帘布层的工作状态。更让我拍案叫绝的是，书中对动态载荷下的轮胎形变模型的构建，简直是教科书级别的范本。它没有止步于静态分析，而是引入了大量的有限元分析（FEA）的概念和实际应用案例，虽然没有直接展示软件操作界面，但其背后的建模思路和边界条件的设定原则讲解得极其透彻。我发现自己开始重新审视很多以往觉得理所当然的车辆性能表现，原来轮胎才是那个幕后的“性能决定者”。这本书无疑是为那些想要跨越“知道”和“理解”鸿沟的人准备的，它教会你的不只是“是什么”，更是“为什么会这样设计”。

评分☆☆☆☆☆

子午线轮d胎结构设计方法

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第一章