机动车辆通过轮胎与路面接触,其表面花纹样式影响行驶时的一系列性能,如安全性能、稳定性能、制动性能和舒适性能等。由于花纹在封闭的轮胎模具内部硫化成型,因此研究在硫化过程中花纹形状对排气流场分布的影响显得格外重要。传统的气孔参数布置多根据经验设计,缺乏科学性。根据流体动力学理论,采用有限元软件分析气孔参数对轮胎花纹排气流场的影响,从而提供科学的布置方案,使经验设计的质量缺陷得到有效解决。本课题以块状花纹为研究对象,分析气孔参数以及花纹边角形状对排气流场分布的影响,总结出不同花纹气孔参数的设计方案,并根据所得参数在气孔内布置弹簧气孔套,生产出无胶须轮胎,减少胶料的浪费,从而保证轮胎的生产质量。论文研究的主要内容如下:(1)轮胎块状花纹气孔参数对排气流场的影响分析。以气孔参数为变量,分析其位置、数量、型号对排气流场的影响。第一,基于轮胎花纹的实际参数值,建立花纹形状模型,明确流体的介质模型,建立起流体力学分析的控制方程组,并根据硫化工况确立有限元分析的初始边界条件。第二,分析流动问题计算的方法,确定轮胎花纹形状排气流场求解的仿真设置。最后,根据仿真结果分析气孔参数对花纹压力场、速度场、流通性能、湍动能以及排气时间的影响规律。(2)轮胎花纹边角形状对排气流场的影响分析。基于相同的气孔参数,分析改变花纹角度和圆角大小对排气流场的影响,找出理想的花纹设计方案,从而减小旋涡、回流对排气流场的影响。(3)弹簧气孔套结构参数对排气流场的影响分析。通过改变弹簧气孔套内的锥形间隙和阀杆直径参数值,分析排气流域的结构参数对排气流场的影响规律,从而弱化流场旋涡对弹簧气孔套排气能力的影响,获得最佳性能,并为新型弹簧气孔套的设计应用提供科学的数据支持。