CN220163594U - 一种肩部耐久的uhp轮胎 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种肩部耐久的UHP轮胎，包括胎冠部、胎侧部以及胎圈部，还包括沿轮胎轴向内侧起始向胎圈部延伸的帘布层，所述帘布层包括由轮胎内轮廓中心依次沿胎冠部、胎侧部以及胎圈部延伸并经过子口部位且反包至胎侧的反包层以及设置在反包层内侧且其径向最底端置于反包层外侧的正包层，其中，所述UHP轮胎满足：75％≤TDW/SW≤91％且265％≤SW/SH≤289％。本实用新型针对扁平率较低的UHP轮胎，可有效降低上胎侧部位应力集中分布，提高上胎侧部位的抗疲劳能力，进而有效解决上胎侧容易出现裂口的问题，从而提升UHP轮胎上胎侧耐久性能，而不影响轮胎其他方面的使用性能及使用舒适度。

Description

一种肩部耐久的UHP轮胎

技术领域

本实用新型涉及子午线轮胎技术领域，具体涉及一种肩部耐久的UHP轮胎。

背景技术

轮胎是汽车重要的零部件之一，也是车辆主要受力部件之一，其主要作用有承载、驱动、制动等。现今半钢子午线轮胎主要是由橡胶、金属材料、纤维布等材料构成，由于主要组成部分橡胶是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料，富有弹性，在很小的外力作用下就能产生较大形变。由于橡胶材料的特点，轮胎充入一定的气压就会发生弹性变形，此外，轮胎在行驶过程中，会受到风吹、日晒、雨淋、高低温等作用以及因所施加的负荷、驱动力、制动力、与不良路路面撞击力等作用，会使轮胎胎侧部位经常受到剪切力、拉伸力等应力形变，承受着各种变形。在机械应力反复作用下，会使橡胶分子链断裂生成游离荃，引发氧化链反应，形成力化学过程。此外，在应力作用下容易引起臭氧龟裂。因此在内外因素的综合作用下引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变差，导致轮胎胎侧开裂，最后轮胎失去使用价值。通过市场调研反馈的数据发现，UHP低扁平系列轮胎(一般情况下轮胎扁平率小于等于45％的轮胎为UHP轮胎)特别是上胎侧耐久性能较差，该类型半钢子午线轮胎上胎侧容易出现胎侧周向裂口，并且发生比例较高，造成轮胎使用寿命低且行驶过程中安全性能较低，极易造成重大交通安全事故。因此，轮胎的胎侧耐久性已成为当前衡量轮胎质量性能最为重要的指标之一。

现有改善胎侧耐久性能的技术方案中：1.增加胎侧某一区域橡胶使用量来改善胎侧裂口，如专利CN204567155U所描述的技术方案：结构为胎体、补强胶片、胎芯、钢丝圈、胎侧壁，胎体向外翻卷将钢丝圈包裹，胎侧壁贴合在胎体的外侧形成胎芯，胎体与胎侧壁的连接处设置有补强胶片，胶芯的高度为15-20mm，胎侧壁的厚度为10-15mm。该方式通过胎侧区域增加补强胶片，在补强胶片位置可增加刚性，但没有补强胶片的胎侧区域刚性较低，即整个胎侧刚性过渡不均匀，胎侧部位应力分布不均匀，后期也可能较容易出现胎侧裂口。2.通过整圈胎侧增加支撑胶结构的方式，该支撑胶采用硬度较高的纯胶且厚度较厚，如专利CN204547589U所描述的技术方案：结构为钢丝圈位于胎侧下端，补强层、胎体胶片位于带束与胎体层之间，胶体层贯穿胎面及胎侧，胎体胶片紧贴于胎体层，胎侧还包括支撑胶，支撑胶横截面为半月形，支撑胶上端点嵌入带束下方5-20mm，支撑胶下端点位于钢丝圈上方，支撑胶位于所补强层上方。该方案可降低胎侧裂口出现的可能，但是由于整圈增加较厚的支撑胶，一方面胎侧刚性整体增强，乘坐舒适性降低，另一方面橡胶使用量增加，原材料成本上升。3.帘布反包端点放置于带束层下方，避免帘布端点在胎侧区域，能有效改善胎侧耐久性能，但胎侧刚性增强，使用舒适性降低且增加材料使用成本。

上述现有技术方案，在一定程度上可提升轮胎胎侧耐久性能，但从市场反馈来看，仍存在胎侧耐久性能不足和不稳定的问题，无法完全满足市场需求，特别是UHP轮胎，胎侧部位在车辆行驶过程中会受到各种方向的机械力作用产生扭曲变形，结合UHP轮胎胎侧裂口出现的问题，一般来说，轮胎扁平率较低时，裂口位置靠近上胎侧，因此需优化UHP轮胎结构、轮胎、材料，从而改善胎侧耐久性能。现有技术中，从受力角度分析，轮胎受到轴向及周向力作用时(转向及驱动制动)，上胎侧受到的剪切作用力大，是上胎侧开裂发生的重要原因，而对于现有设计而言，子口部位刚性设计充足，但也往往仅限于提升子口部位的刚度，有的单纯只增加胎侧区域厚度，有的胎肩与胎侧部位过渡不自然等情况可能导致刚性过渡不自然，受到的剪切应力集中于某一区域，加剧了胎侧裂口的产生。现有技术中，针对提升UHP轮胎上胎侧区域耐久性能，改善上胎侧裂口的公开技术方案数量不多，结合轮胎实车使用情况以及仿真实验数据得出的结论：一般情况下，轮胎扁平率较低时(UHP轮胎)，上胎侧位置容易出现裂口，因为扁平率较低的轮胎，曲挠区集中分布于上胎侧。固现有技术中针对半钢子午线轮胎提升胎侧耐久性能，减少胎侧裂口的技术方案主要采用的是增加胎侧胶量，增厚胎侧，比如在胎侧部位贴胶条，半钢子午线轮胎在负载使用情况下，胎侧应力较为集中在胎侧最厚处，导致此部位最容易出现裂口，另外通过增加胎侧厚度的方式，橡胶使用量随之增加，轮胎重量增加导致原材料成本上升、轮胎滚动阻力系数上升。

实用新型内容

本实用新型提供一种肩部耐久的UHP轮胎，通过优化轮胎轮廓、结构、材料等参数，避免应力集中分布于上胎侧曲挠区，从而避免轮胎在行驶过程中因胎侧裂口、胎侧脱层等导致的轮胎损坏、爆胎等情况出现，进一步改善轮胎耐久性能并保证汽车行驶的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种肩部耐久的UHP轮胎，包括胎冠部、胎侧部以及胎圈部，还包括沿轮胎轴向内侧起始向胎圈部延伸的帘布层，所述帘布层包括由轮胎内轮廓中心依次沿胎冠部、胎侧部以及胎圈部延伸并经过子口部位且反包至胎侧的反包层以及设置在反包层内侧且其径向最底端置于反包层外侧的正包层，其中，所述UHP轮胎满足：75％≤TDW/SW≤91％且265％≤SW/SH≤289％。

优选的，所述肩部耐久的UHP轮胎还包括设置在帘布层内侧的气密层以及自气密层轴向内侧起始沿子口部位延伸至反包层外侧且位于胎腰部内侧的胎圈包布。

优选的，所述反包层的反包端点延伸至胎圈三角胶径向顶端与轮胎SDH下方5mm之间的区域内。

优选的，所述正包层的正包端点延伸至胎踵排气槽D径向底端0～3mm。

优选的，所述肩部耐久的UHP轮胎的胎圈三角胶高度H满足：15≤H≤25mm。

优选的，所述胎侧部各位置胶厚平均值T满足：2.5≤T≤5.5mm。

优选的，所述肩部耐久的UHP轮胎的模具上冠弧半径R1、模具上胎侧过渡弧R2以及模具上胎侧弧R3之间满足：8.0≤R1/R2≤12.5、0.4≤R2/R3＝1.7、7.0≤R1/R3＝12.0。

优选的，所述气密层(50)与胎侧部(20)对应的径向内侧还设有复合胶片(80)，所述复合胶片的厚度D满足：1.0≤D≤1.5mm。

由以上技术方案可知，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型中，优化轮胎设计，即对TDW/SW、SW/SH的比值进行限定，具体是75％≤TDW/SW≤91％，265％≤SW/SH≤289％，这是因为TDW/SW以及SW/SH的比值主要反映轮胎上胎侧弧的设计合理性，轮胎胎侧应力分布会受到上述比值大小的影响，比值在上述范围内，反映出上胎侧弧过渡平顺、弧度自然，从而曲挠区面积增大，则会分散轮胎胎侧在负载行驶过程中产生的应力，使得应力均匀分布于胎侧区，而不会集中于上胎侧某一小块区域，胎侧不易出现裂口。

2.本实用新型中，帘布层采用两层设计，其中一层帘布采用低反包设计，反包端点放置在三角胶顶端以上同时避免帘布端点与三角胶顶端重合，且需满足反包端点低于SDH下方5mm，这样避免帘布层反包端点处在曲挠区，使得应力集中于上胎侧曲挠区，造成上胎侧开裂；第二层帘布使用正包设计，帘布正包端点位于胎踵排气槽的下端点0±3mm范围内，如此可避免帘布端点位于胎侧曲挠区，从而使得应力集中于端点处，产生胎侧裂口。

3.本实用新型中，胎圈三角胶采用低三角胶设计，降低三角胶高度，且三角胶高度H满足：15≤H≤25mm，这样可避免三角胶端点进入胎侧曲挠区，导致胎侧曲挠区应力分布不均匀，产生胎侧裂口；同时，本实用新型中适度减薄上胎侧曲挠区厚度，胎侧各位置胶厚平均值T满足：2.5≤T≤5.5mm，这样一来，保持合适的上胎侧曲挠区厚度，使轮胎在负载时应力不会集中于上胎侧某一最厚区域，从而使产生的应力更为均匀分散，胎侧裂口更加不容易出现；此外，本实用新型中的肩部弧R1、R2以及R3之间满足：8.0≤R1/R2≤12.5、0.4≤R2/R3＝1.7、7.0≤R1/R3＝12.0，由此可优化胎冠翼部弧，优化上胎侧翼部弧设计，可减薄胎肩厚度，使轮胎胎冠翼部与减薄的上胎侧连接过渡更加平顺自然，应力分布更均匀，避免产生胎侧裂口。

4.本实用新型中，在胎侧曲挠区部位内衬较薄区域进行优化设计，通过在内衬层预复合胶片方式，胶片均匀厚度为1.0±0.5mm，过厚会导致曲挠区整体变厚，使得内衬和帘布部位材料过渡不均而容易生热，过薄则无法提供足够强度及保气性，且胶片宽度、胶片预复合位置依据该待使用此工艺的轮胎规格、胎侧曲挠区位移及内衬厚度设定，这样选用胶片避免过宽导致成本增加，过窄则达不到预期作用，补强胶片在预备阶段与内衬预复合，以提高生产效率，这样一来，通过在内衬部件预复合胶片的方式可适度增厚曲挠区内衬层部件气密层的厚度，使轮胎气密层厚度优化，保气性能提升，可避免因内衬偏薄的问题进而产生胎侧裂口。

附图说明

图1为本实用新型提供的UHP轮胎的结构示意图；

图2为本实用新型提供的UHP轮胎的轮廓示意图；

图3为本实用新型UHP轮胎实施例1示意图；

图4为本实用新型UHP轮胎对比例1示意图；

图5(a)为本实用新型中实施例1的曲挠区应力分析示意图；

图5(b)为本实用新型中对比例1的曲挠区应力分析示意图；

图6为胎侧曲挠区a-b的范围；

图7为本实用新型UHP轮胎实施例2示意图；

图8为本实用新型UHP轮胎对比例2示意图；

图9(a)为本实用新型中实施例2的曲挠区应力分析示意图；

图9(b)为本实用新型中对比例2的曲挠区应力分析示意图；

图10为本实用新型UHP轮胎实施例3示意图；

图11为本实用新型UHP轮胎对比例3示意图；

图12(a)为本实用新型中实施例3的曲挠区应力分析示意图；

图12(b)为本实用新型中对比例3的曲挠区应力分析示意图；

图13为本实用新型UHP轮胎实施例4示意图；

图14为本实用新型UHP轮胎对比例4示意图；

图15(a)为本实用新型中实施例3的曲挠区应力分析示意图；

图15(b)为本实用新型中对比例3的曲挠区应力分析示意图；

图16为本实用新型UHP轮胎增加内衬气密层胶片的结构示意图；

图17为本实用新型UHP轮胎胎肩部各弧的示意图。

图中：10、胎冠部；20、胎侧部；30、胎圈部；40、帘布层；410、反包层；420、正包层；50、气密层；60、胎圈包布；70、胎圈三角胶；80、复合胶片；90、胎腰部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。

本实用新型中的各字母所代表的含义如下：

UHP：Ultra High performance超高性能和高性能轮胎；

ASPECT RATIO：扁平率，指的是从胎圈至胎面的高度与轮胎的断面测量最大的宽度的比值，以百分比表示；

TDW：胎冠弧长；

PDW：花纹截止点间弧长；

SW：轮胎断面宽；

D-DIA：模具上轮胎着合直径；

SDH：轮胎模具SW与D-DIA间垂直高度；

SN：轮胎名义断面宽。

现有技术中，轮胎轮廓设计可进一步改进，胎冠弧长与断面宽度之间的比例关系可进一步优化。胎冠弧长与断面宽度比值主要反映轮胎肩部弧长的设计合理性，轮胎上胎侧应力大小会受到其比值大小的影响，设计不够合理，则在行驶过程中产生的应变力集中于上胎侧，应力不能均匀分散，上胎侧越容易产生裂口。

现有技术中，帘布反包端点布置有两种可能情况：一是帘布端点放置在胎侧区域处，端点位置没有做相应约束，可能刚好放置在胎侧高曲挠区，在轮胎负载的情况下，易在端点处反复产生机械应力，最终导致该部位开裂；二是帘布端点放置在带束层下方，即整个胎侧区域没有帘布端点，该设计方法可以有效提升轮胎耐久性能，但帘布使用量高，材料成本上升、胎侧刚性增强，乘车舒适性降低，此外在实际生产中，可能出现由于帘布反包高，轮胎极易出现帘布打褶，影响轮胎品质，增加生产复杂度。

基于以上问题点，本实用新型的目的是：针对扁平率较低的UHP轮胎，可有效降低上胎侧部位应力集中分布，提高上胎侧部位的抗疲劳能力，进而有效解决上胎侧容易出现裂口的问题，从而提升UHP轮胎上胎侧耐久性能，而不影响轮胎其他方面的使用性能及使用舒适度。

本实用新型提供一种肩部耐久的UHP轮胎，包括胎冠部10、胎侧部20、胎圈部30以及帘布层40，帘布层40沿轮胎轴向内侧起始向胎圈部延伸，具体的，所述帘布层包括两层，分别是反包层410和正包层420，反包层410由轮胎内轮廓中心依次沿胎冠部、胎侧部以及胎圈部延伸并经过子口部位且反包至胎侧的位置，正包层420设置在反包层内侧，且该正包层420与反包层410延伸方向一致，即由轮胎内轮廓中心依次沿胎冠部、胎侧部以及胎圈部延伸，且其径向最底端置于反包层的外侧，这样一来，可避免帘布端点位于胎侧曲挠区，使得应力集中于端点处，产生胎侧裂口；此外，该UHP轮胎还满足：75％≤TDW/SW≤91％且265％≤SW/SH≤289％，这是因为，TDW/SW以及SW/SH的比值主要可反映轮胎上胎侧弧的设计合理性，轮胎胎侧应力分布会受到比值大小的影响，比值在上述范围内，反映出上胎侧弧过渡平顺、弧度自然，曲挠区面积增大，则会分散轮胎胎侧在负载行驶过程中产生的应力增强，应力均匀分布于胎侧区，而不会集中于上胎侧某一小块区域，胎侧不容易出现裂口。

需要说明的是，该肩部耐久的UHP轮胎还包括设置在胎侧部20内侧并与帘布层40相连的胎腰部90，进一步的，所述肩部耐久的UHP轮胎还包括气密层50和胎圈包布60，气密层50设置在帘布层40的内侧，胎圈包布60自气密层轴向内侧起始沿子口部位延伸至反包层410外侧，且胎圈包布60的轴向外侧端位于胎腰部90的内侧。

作为本实用新型优选的技术方案，参照图1，所述反包层410的反包端点411延伸至胎圈三角胶70径向顶端与轮胎SDH下方5mm的区域内，即沿轮胎径向，反包端点411位于胎圈三角胶70的上方、且位于轮胎SDH下方5mm之间的区域内，同时，正包层420的正包端点421延伸至胎踵排气槽径向底端0～3mm，即沿轮胎径向，正包端点421位于胎踵排气槽D下端点0±3mm的范围内，胎踵排气槽D的具体位置如图1所示，这样一来，可避免帘布端点位于胎侧曲挠区，应力集中于上胎侧曲挠区，造成上胎侧开裂。

进一步的，该UHP轮胎采用低胎圈三角胶设计，降低胎圈三角胶的高度，具体的，三角胶的高度H满足：15≤H≤25mm，如此可避免三角胶端点进入胎侧曲挠区，导致胎侧曲挠区应力分布不均匀，避免产生胎侧裂口。

进一步的，该UHP轮胎适度减薄上胎侧曲挠区厚度，胎侧各位置胶厚平均值T满足：2.5≤T≤5.5mm，由于是低扁平率轮胎，曲挠区集中位于上胎侧，胎侧曲挠区越厚，机械应力则会越集中于该区域，保持合适的上胎侧曲挠区厚度，使轮胎在负载时应力不会集中于上胎侧某一最厚区域，从而使产生的应力更为均匀分散，胎侧裂口更加不容易出现。

进一步的参照图17，该UHP轮胎的肩部弧R1、R2以及R3之间具有如下关系：8.0≤R1/R2≤12.5、0.4≤R2/R3＝1.7、7.0≤R1/R3＝12.0，这样可优化胎冠翼部弧，优化上胎侧翼部弧设计，可减薄胎肩厚度，使轮胎胎冠翼部与减薄的上胎侧连接过渡更加平顺自然，应力分布更均匀，避免产生胎侧裂口。

进一步的，所述气密层50与胎侧部20对应的径向内侧还设有复合胶片80，所述复合胶片的厚度D满足：1.0≤D≤1.5mm，这样在胎侧曲挠区部位内衬较薄区域进行优化设计，通过在内衬层设置预复合胶片，且该复合胶片的厚度为1.0±0.5mm，这是因为复合胶片过厚会导致曲挠区整体变厚、内衬和帘布层部位材料过渡不均而且容易生热，过薄则无法提供足够强度及保气性，复合胶片宽度以及预复合位置依据该待使用此工艺的轮胎规格、胎侧曲挠区位置及内衬厚度设定，这样选用复合胶片避免过宽导致成本增加，过窄则达不到预期作用，通过在内衬部件预复合胶片的方式可适度增厚曲挠区内衬部气密层的厚度，使轮胎气密层厚度优化，保气性能提升，可避免因内衬偏薄的问题进而产生胎侧裂口，此外，该复合胶片在预备阶段与内衬层预复合的方式，可以提高生产效率。

为验证本实用新型中综合设计优化轮胎的结构、轮廓、材料能够提升UHP轮胎耐久性能的技术效果，下面以包含不同参数设计的实施例对本实用新型的方案进行验证：

实施例1：

如图1所述的一种肩部耐久的UHP轮胎，本实施例中选用的验证规格是225/40R18规格，所述轮胎轮廓设计TDW/SW取值TDW/SW＝82.97％，SW/SH＝279.8％，满足本实用新型的75％≤TDW/SW≤91％且满足265％≤SW/SH≤289％。这是因为，TDW/SW以及SW/SH的比值主要可反映轮胎上胎侧弧的设计合理性，轮胎胎侧应力分布会受到上述比值大小的影响，比值在上述范围内，反映出上胎侧弧过渡平顺、弧长增大，曲饶区面积增大，则分散轮胎胎侧在负载行驶过程中产生的应力增强，应力均匀分布于胎侧区，而不会集中于上胎侧某一小块区域，胎侧越不容易出现裂口。为证明上述TDW/SW及SW/SH取值范围的合理性，设计如下实验方案：如图3和图4所示，首先进行理论方案验证，使用FEA仿真工具模拟低气压工况下胎侧耐久试验胎侧曲挠区应变力变化，对比例和实施例保持结构、材料完全一致，两方案差异是实施例为TDW/SW＝82.97％，SW/SH＝279.8％，对比例TDW/SW＝72.92％，SW/SH＝316.45％，经过仿真测试分析得到如图5(a)和图5(b)所示的两组实验数据，FEA仿真分析轮廓范围取值为胎侧曲饶区从a点到b点，该区域为实际胎侧裂口发生的最主要区域，如图6所示，其LE12指的是XY平面上，沿X向Y方向的剪切应变力。某一位置颜色越深代表应力值越大，应力越集中该区域。从图中胎侧曲绕区应变力分布情况可以得知，本实用新型改进后的实施例的轮胎轮廓设计与对比例轮胎在相同的负载工况下，实施例轮胎的胎侧曲饶区部位所受剪切应变力有明显降低、分布更加均匀、极值也较小和更加合理。验证了TDW/SW以及SW/SH的比值主要可反映轮胎上胎侧弧的设计合理性，轮胎胎侧应力分布会受到比值大小的影响，比值在上述范围内，反映出上胎侧弧过渡平顺、弧长增大，曲饶区面积增大，则分散轮胎胎侧在负载行驶过程中产生的应力增强，应力均匀分布于胎侧区，而不会集中于上胎侧某一小块区域。

表1-实施例1中实施例与对比例结果

实施例2：

所述的一种肩部耐久的UHP轮胎，选用的验证规格是225/40R18，所述轮胎使用低三角胶设计，降低三角胶高度，三角胶高度应满足技术方案表“三角胶高度选用原则关系”，避免三角胶端点进入胎侧曲饶区，导致胎侧曲饶区应力分布不均匀，产生胎侧裂口。为证明三角胶设计的合理性，设计如下实验方案：如图7和图8所示，进行理论方案验证，使用FEA仿真工具模拟低气压工况下胎侧耐久试验胎侧曲挠区应变力变化，对比例和实施例保持轮廓、结构完全一致，两方案差异是实施例三角胶选用20mm的高度，对比例的三角胶选用35mm的高度，经过仿真测试分析得到如图9(a)和图9(b)所示的两组实验数据，从图中胎侧曲绕区应变力分布情况得知，本实用新型使用合理的三角胶设计与对比例轮胎在相同的负载工况下，实施例轮胎的胎侧曲饶区部位所受剪切应变力有明显降低、分布更加均匀、极值也较小和更加合理，验证了三角胶端点进入胎侧曲饶区，导致胎侧曲饶区应力分布不均匀，产生胎侧裂口的问题。

表2-实施例2中实施例与对比例结果

实施例3：

所述的一种肩部耐久的UHP轮胎，选用的验证规格是225/40R18，所述轮胎胎体帘布层采用两层设计，其中第一层帘布(即反包层410)采用低反包设计，反包端点411放置在三角胶顶点向上3mm处，第二层帘布(即正包层420)使用正包设计，帘布正包端点421位于胎踵排气槽的下端点0mm处。如此可避免帘布端点位于胎侧曲饶区，从而应力集中于端点处，产生胎侧裂口。为证明帘布端点避开胎侧曲饶区对胎侧耐久性能有极大改善，设计如下实验方案：如图10和图11所示，进行理论方案验证，使用FEA仿真工具模拟低气压工况下胎侧耐久试验胎侧曲挠区应变力变化，对比例和实施例保持轮廓、结构完全一致，两方案差异是实施例帘布反包端点411按上述要求设计，对比例是帘布反包端点放置在胎侧曲饶区(反包端点距离三角胶上顶点22mm)，经过仿真测试分析得到如图12(a)和图12(b)所示的两组实验数据，从图中胎侧曲绕区应变力分布情况得知，本实用新型合理地将帘布反包端点设计避开胎侧曲饶区与对比例轮胎在相同的负载工况下，实施例轮胎的胎侧曲饶区部位所受剪切应变力有明显降低、分布更加均匀、极值也较小和更加合理，验证了帘布端点位于胎侧曲饶区，应力集中于帘布端点处，产生胎侧裂口的问题。

表3-实施例3中实施例与对比例结果

实施例4：

所述的一种肩部耐久的UHP轮胎，选用的验证规格是225/40R18，所述轮胎适度减薄上胎侧曲饶区厚度、优化胎冠翼部弧，减薄胎肩厚度。上胎侧各位置胶厚平均值满足4mm，对比例轮胎上胎侧各位置胶厚平均值为6mm。为证明减薄上胎侧曲饶区厚度、优化胎冠翼部弧，减薄胎肩厚度对胎侧耐久性能有极大改善，设计如下实验方案：如图13和图14所示，进行理论方案验证，使用FEA仿真工具模拟低气压工况下胎侧耐久试验胎侧曲挠区应变力变化，对比例和实施例保持轮廓、结构完全一致，两方案差异是实施例、对比例按上述材料要求设计。经过仿真测试分析得到如图15(a)和图15(b)所示的两组实验数据，从图中胎侧曲绕区应变力分布情况得知，本实用新型合理地减薄上胎侧曲饶区厚度、优化胎冠翼部弧，减薄胎肩厚度与对比例轮胎在相同的负载工况下，实施例轮胎的胎侧曲饶区部位所受剪切应变力有明显降低、分布更加均匀、极值也较小和更加合理，验证了保持合适的上胎侧曲饶区厚度，使轮胎在负载时应力不会集中于上胎侧某一最厚区域，优化胎冠翼部弧，优化上胎侧翼部弧设计，可减薄胎肩厚度，使轮胎胎冠翼部与减薄的上胎侧连接过渡更加平顺自然，应力分布更均匀，避免产生胎侧裂口，从而使产生的应力更为均匀分散，胎侧裂口更加不容易出现。

表4-实施例4中实施例与对比例结果

实施例5：

所述的一种肩部耐久的UHP轮胎，选用的验证规格是225/40R18，所述轮胎在曲饶区内衬层采用补强胶片如图16，补强胶片的胶料和气密层胶料相同，本实施例使用的内衬补强胶片宽度为60mm厚度为0.5mm，如此可以确保与内衬层良好粘合，通过内衬部件预复合胶片的方式增厚曲饶区内衬层部件气密层的厚度，增加轮胎气密层厚度，保气性能提升，可避免因内衬偏薄的问题进而产生胎侧裂口。

表5-实施例5中实施例与对比例结果

实施例6：

为了进一步验证以上实施例对提升UHP上胎侧耐久性能有极大帮助，安排各对比例和实施例方案生产成品胎进行验证。方案计六个，分别为以上5个实施例方案以及融合以上5实施例方案生产的成品胎，进行试验验证。

表6-实施例6中实施例与对比例结果

综合分析对比以上实施例1-实施例6及对比例仿真数据和试验数据结果可知，综合设计优化轮胎的结构、轮廓、材料的轮胎胎侧耐久性能最好而且与FEA仿真分析研究结果相匹配，可有效地提升UHP轮胎上胎侧耐久性能。

通过对TDW/SW、SW/SH的比值进行限定，具体是使得75％≤TDW/SW≤91％，265％≤SW/SH≤289％，这是因为TDW/SW以及SW/SH的比值主要反映轮胎上胎侧弧的设计合理性，轮胎胎侧应力分布会受到上述比值大小的影响，比值在上述范围内，反映出上胎侧弧过渡平顺、弧度自然，从而曲挠区面积增大，则会分散轮胎胎侧在负载行驶过程中产生的应力，使得应力均匀分布于胎侧区，而不会集中于上胎侧某一小块区域，胎侧不易出现裂口；

通过将帘布层采用两层设计，其中一层帘布采用低反包设计，反包端点放置在三角胶顶端以上同时避免帘布端点与三角胶顶端重合，且需满足反包端点低于SDH下方5mm，这样避免帘布层反包端点处在曲挠区，使得应力集中于上胎侧曲挠区，造成上胎侧开裂；第二层帘布使用正包设计，帘布正包端点位于胎踵排气槽的下端点0±3mm范围内，如此可避免帘布端点位于胎侧曲挠区，从而使得应力集中于端点处，产生胎侧裂口；

通过采用低三角胶设计，降低三角胶高度，且三角胶高度H满足：15≤H≤25mm，这样可避免三角胶端点进入胎侧曲挠区，导致胎侧曲挠区应力分布不均匀，产生胎侧裂口；

通过适度减薄上胎侧曲挠区厚度，胎侧各位置胶厚平均值T满足：2.5≤T≤5.5mm，这样一来，保持合适的上胎侧曲挠区厚度，使轮胎在负载时应力不会集中于上胎侧某一最厚区域，从而使产生的应力更为均匀分散，胎侧裂口更加不容易出现；

通过使得胎肩部的模具上冠弧半径R1、模具上胎侧过渡弧R2以及模具上胎侧弧R3之间满足：8.0≤R1/R2≤12.5、0.4≤R2/R3＝1.7、7.0≤R1/R3＝12.0，由此可优化胎冠翼部弧，优化上胎侧翼部弧设计，可减薄胎肩厚度，使轮胎胎冠翼部与减薄的上胎侧连接过渡更加平顺自然，应力分布更均匀，避免产生胎侧裂口；

通过在胎侧曲挠区部位内衬较薄区域进行优化设计，通过在内衬层预复合胶片方式，胶片均匀厚度为1.0±0.5mm，可适度增厚曲挠区内衬层部件气密层的厚度，使轮胎气密层厚度优化，保气性能提升，可避免因内衬偏薄的问题进而产生胎侧裂口。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种肩部耐久的UHP轮胎，包括胎冠部(10)、胎侧部(20)以及胎圈部(30)，其特征在于，还包括沿轮胎轴向内侧起始向胎圈部延伸的帘布层(40)，所述帘布层包括由轮胎内轮廓中心依次沿胎冠部、胎侧部以及胎圈部延伸并经过子口部位且反包至胎侧的反包层(410)以及设置在反包层内侧且其径向最底端置于反包层外侧的正包层(420)，其中，所述UHP轮胎满足：75％≤TDW/SW≤91％且265％≤SW/SH≤289％。

2.根据权利要求1所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述肩部耐久的UHP轮胎还包括设置在帘布层(40)内侧的气密层(50)以及自气密层轴向内侧起始沿子口部位延伸至反包层(410)外侧且位于胎腰部(90)内侧的胎圈包布(60)。

3.根据权利要求2所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述反包层(410)的反包端点(411)延伸至胎圈三角胶(70)径向顶端与轮胎SDH下方5mm之间的区域内。

4.根据权利要求3所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述正包层(420)的正包端点(421)延伸至胎踵排气槽D径向底端0～3mm。

5.根据权利要求4所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述肩部耐久的UHP轮胎的胎圈三角胶(70)高度H满足：15≤H≤25mm。

6.根据权利要求4或5所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述胎侧部(20)各位置胶厚平均值T满足：2.5≤T≤5.5mm。

7.根据权利要求6所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述肩部耐久的UHP轮胎的模具上冠弧半径R1、模具上胎侧过渡弧R2以及模具上胎侧弧R3之间满足：8.0≤R1/R2≤12.5、0.4≤R2/R3＝1.7、7.0≤R1/R3＝12.0。

8.根据权利要求7所述的肩部耐久的UHP轮胎，其特征在于，所述气密层(50)与胎侧部(20)对应的径向内侧还设有复合胶片(80)，所述复合胶片的厚度D满足：1.0≤D≤1.5mm。