GB/T 22038-2018 汽车轮胎静态接地压力分布试验方法

　　ICS 83 . 160 . 10 G 4 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 22038—2018

　　代替 GB/T 22038—2008

　　汽车轮胎静态接地压力分布试验方法

　　Methodofautomobiletyrestaticcontactpressuredistribution

　　2018-12-28 发布 2019-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 22038—2018

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 22038—2008《汽车轮胎静态接地压力分布试验方法》。 与 GB/T 22038—2008相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 修改了术语“径向力”的定义，加入轮胎受力坐标系(见 3 . 1 , 2008 年版的 3 . 1) ;

　　— 修改了术语“接触面”的英文对应词，修改了接触面印痕的示意图(见 3 . 2 , 2008 年版的 3 . 2) ;

　　— 将术语“压力敏感胶片法”修改为“敏感胶片法”(见 3 . 3 , 2008 年版的 3 . 3) ;

　　— 将术语“压力传感器法”修改为“传感器法”(见 3 . 4 , 2008 年版的 3 . 4) ;

　　— 增加了术语“光吸收法”(见 3 . 5) ;

　　— 增加了力/位移测量系统(见 4 . 1 . 2 . 1) ;

　　— 增加了对压力分布测量系统的描述(见 4 . 1 . 2 . 3) ;

　　— 将“偏差 ≤±1°”改为“精度 ±0.05°”(见 4.2.1 , 2008 年版的 4.2.1.1) ;

　　— 增加了对压力表精度的规定(见 4 . 2 . 4) ;

　　— 增加了对位移测量系统精度的规定(见 4 . 2 . 5) ;

　　— 删除了设备的标定(见 2008 年版的 4 . 2 . 2) ;

　　— 修改了试验条件中对各条件说明的先后顺序(见 5 . 1 , 2008 年版的 5 . 1) ;

　　— 修改了对轮胎外观质量、试验轮辋、试验气压及试验负荷的规定(见 5 . 1 . 2 、5 . 1 . 3 、5 . 1 . 4 、5 . 1 . 6 , 2008 年版的 5 . 1 . 2、5 . 1 . 3、5 . 1 . 4、5 . 1 . 5) ;

　　— 删除了项 目 中对轮胎称重的要求(见 2008 年版的 5 . 2 . 1) ;

　　— 增加了光吸收法的步骤要求，增加了径向加载速度的要求(见 5 . 2 . 5) ;

　　— 增加了印痕形状矩形比的计算(见 6 . 8) ;

　　— 增加了接地印痕花纹饱和度的计算(见 6 . 10) ;

　　— 删除了压力分布曲线图的记录要求[见 2008 年版的第 7 章 b)]。

　　本标准由中国石油和化学工业联合会提出。

　　本标准由全国轮胎轮辋标准化技术委员会(SAC/TC 19)归口 。

　　本标准主要起草单位：三角轮胎股份有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公司、万力轮胎股份有限公司、安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司、北京橡胶工业研究设计院有限公司、赛轮金宇集团股份有限公司、双钱轮胎集团有限公司、风神轮胎股份有限公司、青岛森麒麟轮胎股份有限公司、贵州轮胎股份有限公司、山东华盛橡胶有限公司、浦林成山(山东)轮胎有限公司、天津市万达轮胎集团有限公司、江苏通用科技股份有限公司、四川海大橡胶集团有限公司、浙江科泰安轮胎有限公司、青岛致鉴检验有限公司、米其林(中国)投资有限公司、倍耐力轮胎有限公司、汕头市浩大轮胎测试装备有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司。

　　本标准主要起草人：张泽山、邓世涛、陈少梅、卢振雄、陈志友、牟守勇、李淑环、朱新静、苏红斌、任绍文、刘晶晶、尹智、肖圣龙、车明明、于振江、丁振洪、李贞延、夏欢、盛梦龙、陆奕、牛福相、陈迅、赵亮。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 22038—2008 。

　　GB/T 22038—2018

　　汽车轮胎静态接地压力分布试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了静态下测量汽车轮胎静态接地压力分布试验方法的术语和定义、设备的组成及精度、试验条件、试验步骤及试验记录和数值的处理。

　　本标准适用于轿车轮胎和载重汽车轮胎。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 521 轮胎外缘尺寸测量方法

　　GB/T 2977 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷

　　GB/T 2978 轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷

　　GB/T 6326 轮胎术语及其定义

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　HG/T 2177 轮胎外观质量

　　3 术语和定义

　　GB/T 6326 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　径向力 radialforce

　　轮胎受到试验台垂直方向上的力。

　　轮胎受力坐标系见图 1 。

　　图 1 轮胎受力坐标系

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　　3.2

　　接触面 contactpatch

　　轮胎表面与刚性平面接触的所有区域。图 2 为一个接触面印痕的示意图。

　　说明：

　　x —周向;

　　Y — 轴向。

　　图 2 接触面印痕的示意图

　　3.3

　　敏感胶片法 methodofprescalefilm

　　利用压力敏感胶片在不同压力作用下的颜色深度不同，通过标定不同颜色深度与压力的关系曲线，将压力敏感胶片上的颜色深度分布转换为压力分布的方法。

　　3.4

　　传感器法 methodofsensor

　　用压力传感器测量轮胎静态接地压力分布的方法。

　　3.5

　　光吸收法 methodoflightabsorption

　　光学棱镜和平坦地面或粗糙橡胶表面之间某一点的光吸收量或光散射度是压力的函数，利用这 一规律，把接地面内的这种光的明暗分布转换成压力分布的方法。

　　4 设备的组成及精度

　　4 . 1 设备的组成

　　4 . 1 . 1 加载和定位装置

　　加载装置为任意的能够给充气轮胎提供径向力并能够保持负荷的装置。

　　定位装置为任意可对轮胎旋转轴与刚性平台间相对垂直位移进行测量和定位的装置。

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　　4 . 1 . 2 测量系统

　　4 . 1 . 2 . 1 力/位移测量系统

　　该测量系统应可测量轮胎的径向力和轮胎旋转轴与刚性平台间的垂直距离或距离的变化。

　　4 . 1 . 2 . 2 接地面积测量系统

　　该测量系统应可测绘出加载系统给定了 目标负荷后轮胎与刚性平台的平台接触部分的图形，可测量出印痕面积、接地面积、接地长度和接地宽度。

　　4 . 1 . 2 . 3 压力分布测量系统

　　该测量系统可辨识出径向力在轮胎接地面积内的分布(以压强表示)。

　　4 . 1 . 3 刚性平台

　　刚性平台应具有一个光滑平面，且能够满足如下要求：

　　a) 平台能够完全容纳整个接触印痕;

　　b ) 平台应具有足够的刚度，使加载到设备最大负荷的情况下平台不会发生变形。

　　4 . 2 试验设备的精度

　　4 . 2 . 1 径向力加载方向与刚性平台角度值为 90°,精度为 ±0 . 05°。

　　4 . 2 . 2 加载装置能够使径向力精度为满量程的 ±1 . 0% 。

　　4 . 2 . 3 接地面积测量系统所测的接地长度和接地宽度的精度为 ±2 mm。

　　4.2.4 压力表精度为 ±5 kPa。

　　4 . 2 . 5 位移测量系统的测量精度为 ±0 . 5 mm。

　　5 试验条件和步骤

　　5 . 1 试验条件

　　5 . 1 . 1 测试的轮胎在硫化后应停放至少 24 h,充气前，应在室温为 18 ℃ ~36 ℃的实验室内停放至少3 h 。

　　5 . 1 . 2 轮胎外观质量宜符合 HG/T 2177 的规定。

　　5 . 1 . 3 试验轮辋宜符合 GB/T 2978 和 GB/T 2977 规定的测量轮辋，或按试验申请者指定轮辋进行试验。

　　5 . 1 . 4 试验轮胎的气压宜符合 GB/T 2977 和 GB/T 2978 规定的标准气压，载重汽车轮胎的气压宜为最大负荷对应的气压(当规定有单、双胎两种使用条件时，则用单胎负荷相对应的气压)，或按照试验申请者指定气压进行试验。 气压允许偏差：± 5 kPa。

　　5 . 1 . 5 轮胎充气后，在 18 ℃ ~36 ℃室温下停放至少 24 h。 将停放后的轮胎气压重新调整至 5 . 1 . 4 规定的气压，再停放 15 min后即可进行测试。 若在同一点重复进行试验，应先检查气压是否在规定气压的标准偏差以内。 停放 30 min后即可进行下一次测试。

　　5 . 1 . 6 径向加载负荷宜参考 GB/T 2977 和 GB/T 2978 规定的标准负荷(当规定有单、双胎两种使用条件时，则用单胎负荷)，或按照试验申请者指定负荷进行试验。

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　　5 . 2 试验步骤

　　5 . 2 . 1 对轮胎表面的泥土、碎屑以及其他污染物进行清理，并修剪排气胶须和模缝胶边;然后将轮胎装配到 5 . 1 . 3 要求的轮辋上，充以 5 . 1 . 4 规定的气压，按 5 . 1 . 5 的规定停放。

　　5 . 2 . 2 将试验轮胎和轮辋组合体固定在试验机上。

　　5 . 2 . 3 在轮胎的胎侧标出需要的试验点。

　　5 . 2 . 4 按照 GB/T 521 的规定，测量轮胎的充气外直径和断面宽度。 或施加径向力 ≤50 N,记录轮胎旋转轴与刚性平台间的垂直距离作为轮胎充气外直径的一半。

　　5 . 2 . 5 在轮胎与刚性平台间放置压感胶片或带有传感器的压力毯或特定的反光纸，以 (50±2.5)mm/min的径向加载速度施加径向负荷至 5 . 1 . 6 的规定值，该速度应确保压感胶片或压力传感器受压部位不起皱，加载至规定负荷后保持 2 min 以上。 测量负荷下轮胎的静负荷半径和断面宽度。

　　5 . 2 . 6 对压力分布测量系统取得的数据按要求进行处理。

　　6 试验记录及数值计算

　　6 . 1 记录实验室温度、试验用轮辋、试验负荷、试验气压以及轮胎的充气外直径和断面宽度。

　　6 . 2 记录轮胎静负荷半径 RS 和负荷下的断面宽度。

　　6 . 3 测量并记录负荷下轮胎的印痕面积、接地面积、接地长度和接地宽度。

　　6 . 4 下沉量按式(1)计算：

　　δz =D/2 - RS …………………………( 1 )

　　式中：

　　δz —下沉量，单位为毫米(mm) ;

　　D —轮胎充气外直径，单位为毫米(mm) ;

　　RS —静负荷半径，单位为毫米(mm)。

　　6 . 5 下沉率 Φ 按式(2)计算：

　　Φ =δz/(D/2 - Dr /2) × 100% …………………………( 2 )

　　式中：

　　D —轮胎充气外直径，单位为毫米(mm) ;

　　Dr —轮辋名义直径，单位为毫米(mm) ;

　　δz —下沉量，单位为毫米(mm)。

　　6 . 6 硬度系数 Hs 按式(3)计算 ：

　　Hs =QE/(AC × PE ) × 10 …………………………( 3 )

　　式中：

　　QE —试验负荷，单位为牛顿(N) ;

　　AC —接地面积，单位为平方厘米(cm2 ) ;

　　PE —试验气压，单位为千帕(kPa)。

　　6 . 7 接地系数 Fc 按式(4)计算 ：

　　Fc =L/W …………………………( 4 )

　　式中：

　　L —接地长度，单位为毫米(mm) ;

　　W —接地宽度，单位为毫米(mm)。

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　　6 . 8 印痕形状矩形比 Re 按式(5)计算：

　　图 3 印痕形状

　　Re =2CL/(ISL + OSL) …………………………( 5 )

　　式中：

　　CL —接地印痕中心接地长度(见图 3),单位为毫米(mm) ;

　　ISL — 内侧胎肩部(80%接地宽处)的接地长度(见图 3),单位为毫米(mm) ;

　　OSL —外侧胎肩部(80%接地宽处)的接地长度(见图 3),单位为毫米(mm) 。

　　6 . 9 平均接地压力 P(kPa)按式(6)计算 ：

　　P=QE/AC × 104 …………………………( 6 )

　　式中：

　　QE —试验负荷，单位为牛顿(N) ;

　　AC —接地面积，单位为平方厘米(cm2 ) 。

　　6 . 10 接地印痕花纹饱和度 S 按式(7)计算：

　　S=AC/AG × 100% …………………………( 7 )

　　式中：

　　AC —接地面积，单位为平方厘米(cm2 ) ;

　　AG — 印痕面积，单位为平方厘米(cm2 ) 。

　　6 . 1 1 6 . 4、6 . 5、6 . 9、6 . 10 计算结果修约到小数点之后一位，6 . 6 、6 . 7 、6 . 8 计算结果修约到小数点之后两位 。测量和计算结果按 GB/T 8170 的规定进行修约。

　　7 试验报告

　　试验报告应至少包括以下内容：

　　a) 第 6 章记录和计算的数值;

　　b ) 压力分布色彩图。