Vehicle tires are major components that are subjected to fatigue loading and their durability is of economic interest as it is directly related to the safety of property and the life of producers and consumers. Tire durability is also a major issue of energy conservation and environmental protection. This research aims to establish a reasonable fatigue evaluation and optimization method that effectively improves tire fatigue life. In the study, 11.00R20 and 12.00R20 all-steel radial truck tires were the research objects, and the guiding hypothesis for the research was that “the maximum area of ​​the strain energy density gradient modulus corresponds to the initial failure area, its direction corresponds to the crack propagation direction, and also the maximum strain energy value is inversely proportional to the tire fatigue life.” Through finite element analysis and durability test, the strain energy density gradient was determined as tire fatigue evaluation index, and the hypothesis of tire fatigue life prediction was validated. At the same time, the sensitivities of strain energy gradient to the tire structure parameters were calculated. Besides, the relationship between the structure parameters and the fatigue life was as well established in this paper. This study has formulated a tire fatigue evaluation method and proposed an effective optimization method for enhancing tire fatigue life. The results obtained are of high application value in offering guidance for tire structural design and useful for refining the fatigue failure theory of truck radial tires and improving durability.

中文翻译：

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基于应变能密度梯度的子午线轮胎疲劳评估方法

车辆轮胎是承受疲劳载荷的主要部件，其耐用性与经济性息息相关，因为它直接关系到财产安全以及生产者和消费者的寿命。轮胎的耐久性也是节能和环保的主要问题。本研究旨在建立合理的疲劳评估和优化方法，以有效地提高轮胎的疲劳寿命。在研究中，以11.00R20和12.00R20全钢子午线轮胎为研究对象，该研究的指导假设是``应变能密度梯度模量的最大面积对应于初始破坏面积，方向与裂纹扩展方向相对应，最大应变能值也与轮胎疲劳寿命成反比。通过有限元分析和耐久性测试，确定应变能密度梯度作为轮胎疲劳评估指标，并验证了轮胎疲劳寿命预测的假设。同时，计算了应变能梯度对轮胎结构参数的敏感性。此外，本文还建立了结构参数与疲劳寿命之间的关系。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。确定应变能密度梯度作为轮胎疲劳评价指标，验证了轮胎疲劳寿命预测假说。同时，计算了应变能梯度对轮胎结构参数的敏感性。此外，还建立了结构参数与疲劳寿命之间的关系。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。确定应变能密度梯度作为轮胎疲劳评价指标，验证了轮胎疲劳寿命预测假说。同时，计算了应变能梯度对轮胎结构参数的敏感性。此外，还建立了结构参数与疲劳寿命之间的关系。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。计算了应变能梯度对轮胎结构参数的敏感性。此外，还建立了结构参数与疲劳寿命之间的关系。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。计算了应变能梯度对轮胎结构参数的敏感性。此外，还建立了结构参数与疲劳寿命之间的关系。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。这项研究制定了轮胎疲劳评估方法，并提出了一种有效的优化方法来延长轮胎疲劳寿命。获得的结果在为轮胎结构设计提供指导方面具有很高的应用价值，对于完善卡车子午线轮胎的疲劳失效理论和提高耐久性具有有益的意义。