家猫爪垫减振机理及其在轮胎花纹中的仿生应用研究

• 作者: 王国林 梅烨 周海超 刘从臻
• 来源期刊: 振动与冲击
• 学科: 工学
• 关键词: 工程仿生学 家猫爪垫 减振机理 轮胎花纹 振动噪声
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 128-136
• 页数: 9页
• 分类号: TB17
• 语种: 中文
• DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2022.01.017

摘要

猫科动物运动时表现出极强的减振特性,爪垫作为与地面接触的唯一躯体部分是影响减振效果的关键因素.通过对家猫爪垫的组织学和接地力学试验研究表明,爪垫的减振机理主要体现在:爪垫组织结构呈现的多层特征有助于衰减接地应力;正常行走步态下爪垫力学特性表征出的爪垫-地接触中存在摆动变形的运动特征有利于缓冲储能的发挥.利用家猫爪垫的减振机理对PCR轮胎中间区域胎面的花纹沟壁结构进行仿生设计,采用仿蜂巢六边形凹坑非对称布局的花纹结构设计来实现家猫爪垫减振机理的仿生学应用.通过有限元仿真分析发现,当轮胎滚动时,所设计的仿生胎面花纹有效降低了轮胎接地压力偏度值和胎面-路面间径向激励力,改善了轮胎胎面磨损和振动噪声特性.