轮胎作为车辆与路面的唯一接触零件,其附着性能的优劣对车辆的安全驾驶和人身安全有着极为重要的影响。特别是在湿滑路面或者阴雨等恶劣天气,由于轮胎附着系数的急剧减小,车辆出现滑水现象而导致事故的发生率大大增加,因此轮胎在湿滑路面上的滑水性能成为国内外学者的研究重点。目前,国内对轮胎滑水性能的研究主要集中于仿真试验,理论研究还处于初级阶段。本文从理论分析方面着手,建立轮胎滑水时的数学模型,分别研究速度和载荷对轮胎滑水的影响,来完善轮胎滑水的理论模型,为轮胎的研发设计提供参考价值。(1)本文通过分析了国内外对轮胎滑水的研究,得出轮胎发生滑水的原因以及影响因素。基于弹流润滑理论,建立了轮胎-水膜-路面三者之间的润滑系统。通过对流体微元受力分析,建立了雷诺方程;采用一阶拉格朗日函数作为变形函数建立柔度矩阵求得水膜厚度的积分方程,最终得到轮胎滑水的数学模型。(2)运用多重网格技术求解数学模型。将建立的数学模型无量纲化,在轮胎的接触区域内划分网格,在每层网格上离散方程。应用多重网格法来求解雷诺方程,采用多重网格积分法来求解水膜厚度方程。在网格上通过反复求得模型收敛的结果。(3)通过FORTRAN软件将滑水方程在网格上的求解过程进行编程,运行程序得到车速和载荷分别对水膜厚度和流体压力结果。通过改变速度参数,得到不同车速下的水膜厚度的水膜厚度分布和流体压力分布结果,以及对应速度下中心水膜厚度和最小水膜厚度;通过改变外加载荷参数,得到不同载荷下水膜厚度分布以及流体压力分布的数据。运用MATLAB软件后处理数据,分别得到不同车速和不同载荷下的水膜厚度分布和流体压力分布的图形,还有不同速度下对应中心膜厚以及最小膜厚的图形。从图中可以看出,随着速度的提高,轮胎两端的压力差减小,轮胎的排水性能下降,水膜厚度随之上升,轮胎发生滑水的几率也将大大增加;根据中心水膜厚度的分布图回归出水膜厚度与速度的方程;随着载荷的增加,轮胎给水的压力增大,轮胎的排水速率提高从而改善了抗滑水性能。因此,本文得出的结果符合弹流润滑特性。(4)从车速与载荷两个因素与运用有限元软件仿真得出的结果进行对比。理论结果与仿真结果都得出随着车速的不断提高,轮胎的抗滑水性能下降;而随着载荷适当增加,轮胎的排水性能提高的结论,验证了本文研究结果的有效性。