高等轮胎力学 [日]中岛幸雄

精装，印装精美
作者轮胎大牛，中岛幸雄先生在普利司通有多年研发及主持研发的经验，理论及实践结合得很好
译者专业，冯希金博士在佳通轮胎担任高级技术专家，对轮胎研发有丰富的理论知识和实践经验

本书有三个贡献:第一个贡献是用有限元分析技术来阐述轮胎力学的解析研究成果，因为有限元分析技术不提供机理和物理含义，所以工程师需要xian进行解析理论的学习和研究，然后进行有限元计算，这样才能对轮胎力学现象有更深刻的理解；第二个贡献是本书几乎涵盖了对轮胎工程师有帮助的所有关于轮胎性能的解析理论研究成果，这些解析理论研究成果是从作者作为轮胎设计者和研究者的经历中精选出来的；第三个贡献是在注释中对方程进行了推导，给出了练习题并在附录中给出了答案。因此，这本书既适合轮胎工业界的工程师研究轮胎力学，也适合研究生学习轮胎力学。

中岛幸雄先生博士毕业于阿克隆大学，在普利司通轮胎公司从事过轮胎设计和轮胎各种性能的研究工作以及轮胎性能优化工作，曾长期担任研发中心研究本部的本部长。2010年后中岛幸雄先生到日本工学院大学担任教授，直至退休。他擅长使用解析方法、有限元方法对轮胎各种性能进行计算和预测，利用zuiyou化理论进行各种性能的优化，熟悉轮胎室内和实车实验评价手段。中岛幸雄先生提炼其43年从事轮胎科学研究的精华，融合当今世界其它研究者的xianjin研究成果，撰写并出版了《Advanced Tire Mechanics》一书，该书不但有轮胎理论的广度和深度，而且有技术应用的广度和深度，因此该书堪称是理论联系实际的轮胎技术的集大成者。

序
译者的话
中文版作者序
前言
第1章单向纤维增强橡胶复合材料1
1.1轮胎上所用的复合材料1
1.2应力/应变关系2
1.3复合材料的力学性能5
1.3.1平面应力5
1.3.2两种坐标系下的应变变换5
1.3.3本构方程（胡克定律）7
1.3.4用不变量来表示刚度矩阵10
1.3.5任意方向上的复合材料特性11
1.4微观力学模型14
1.4.1并联和串联模型14
1.4.2改进的微观力学模型16
1.4.3复合材料杨氏模量的上下边界18
1.4.4Halpin-Tsai模型18
1.5单向帘线增强橡胶复合材料（UDCRR）的微观力学性能20
1.5.1UDCRR的模型20
1.5.2纤维增强橡胶复合材料的微观力学模型的对比22
1.6纤维增强橡胶近似条件下的单向帘线增强橡胶复合材料力学23
1.6.1单向帘线增强橡胶复合材料的近似公式23
1.6.2任意方向上的单向帘线增强橡胶复合材料（UDCRR）特性24
1.6.3UDCRR的特定角度24
1.6.4微观力学理论和实验结果之间的比较25
1.7单向帘线增强橡胶复合材料（UDCRR）板的黏弹性能25
1.7.1单向帘线增强橡胶复合材料板的黏弹性研究25
1.7.2解析阻尼模型26
1.7.3黏弹性研究的有限元方法29
1.8短纤维增强橡胶复合材料（SFRR）力学30
1.8.1短纤维增强橡胶复合材料（SFRR）的微观力学性能30
1.8.2短纤维增强橡胶复合材料（SFRR）在任意方向上的模量31
1.8.3短纤维增强橡胶复合材料（SFRR）的黏弹性31
问题33
附录黏弹性33
备注36
参考文献37
第2章层合板理论39
2.1经典层合理论（CLT）39
2.1.1层合板坐标系和层合板构造的表征39
2.1.2经典层合理论方程39
2.2轴对称层合板的特性43
2.2.1轴对称层合板的本构方程43
2.2.2轴对称层合板的面内刚度43
2.2.3轴对称层合板的弯曲特性45
2.3斜交层合板的性能46
2.3.1斜交层合板的刚度46
2.3.2斜交层合板的面内和面外耦合变形48
2.3.3斜交层合板的纤维增强橡胶近似49
2.3.4斜交层合板的实验结果和经典层合理论的比较54
2.3.5斜交层合板的黏弹性特性56
2.4轮胎带束层结构的优化58
2.4.1计算机辅助复合材料设计58
2.4.2基于数学程序的带束层结构优化59
2.4.3采用遗传算法的带束层结构优化60
问题62
备注62
参考文献63
第3章修正的层合板理论65
3.1引言65
3.2没有面外耦合变形的双层层合板（或四层对称层合板）的MLT65
3.2.1基本方程65
3.2.2承受均匀分布的应力和位移的斜交层合板的分析67
3.2.3纤维增强橡胶复合材料分析72
3.3不带面外耦合变形但考虑横向应力的双层层合板的MLT（对称四层复合材料）74
3.3.1不带面外耦合变形但考虑横向应力的双层层合板的MLT的基本方程74
3.3.2MLT和CLT的比较及UDCRR的层间剪应变的参数研究77
3.4考虑耦合变形的双层层合板的MLT79
3.4.1考虑耦合变形的双层层合板的MLT概述79
3.4.2考虑耦合变形的双层层合板的MLT基本方程79
3.4.3单轴均匀分布位移下的斜交带束层82
3.5用于面内弯曲的MLT87
3.5.1基本方程87
3.5.2理论和实验之间的比较90
3.6存在耦合变形的三层层合板的MLT91
3.6.1基本方程91
3.6.2轮胎的端部折叠带束层的面内弯曲特性93
3.7用MLT求解斜交带束层的面外扭转刚度98
3.7.1基本方程98
3.7.2理论和实验的对比100
3.8用MLT研究承受面内弯曲力矩的双层斜交带束层的翘曲102
3.8.1承受面内弯曲力矩的斜交带束层的翘曲102
3.8.2承受面内弯曲力矩的轮胎带束层翘曲基本方程102
3.8.3轿车轮胎处于弯曲力矩作用下的翘曲分析107
3.8.4在面内弯曲力矩作用下轿车轮胎翘曲的简化方程108
3.9在压缩力作用下双层斜交带束层的翘曲的MLT109
3.9.1在压缩力作用下双层斜交带束层的翘曲的MLT分析109
3.9.2乘用车轮胎承受压缩力时的翘曲分析111
问题111
附录用于求解带束层处于面内弯曲力矩导致的
翘曲变形的梁理论111
备注114
参考文献121
第4章离散层合板理论122
4.1拉伸载荷下带有面外耦合变形的双层斜交带束层的离散层合板理论122
4.1.1离散层合板理论的基本方程122
4.1.2离散层合板理论的位移124
4.1.3双层斜交层合板的应变能126
4.1.4总应变能的稳定条件130
4.1.5双层斜交层合板的微分方程的解132
4.1.6通过边界条件来确定积分常数133
4.1.7双层斜交层合板的等效杨氏模量136
4.1.8层间剪应力和界面剪应力138
4.1.9用离散层合板理论进行双层斜交层合板的受力分析138
4.2弯曲力矩作用下不考虑面外耦合变形的双层斜交带束层的DLT140
4.2.1基于DLT的位移140
4.2.2帘线和橡胶的应变能141
4.2.3稳定条件和自然边界条件145
4.2.4双层斜交层合板的微分方程的解148
4.2.5采用离散层合板理论分析双层斜交层合板150
4.3利用离散有限元模型来分析无面外耦合变形的双层斜交层合板的受力150
问题153
附录1拉伸载荷下双层斜交带束层方程中的参数153
附录2承受弯矩作用下的双层斜交带束层的公式中的参数154
备注154
参考文献157
第5章轮胎的轮廓形状理论158
5.1对轮胎轮廓形状的研究158
5.2基于网络模型的自然平衡轮廓理论159
5.2.1自然平衡轮廓理论的基本方程159
5.2.2呈现菱形变形的帘线路径的自然平衡轮廓161
5.2.3斜交轮胎的自然平衡轮廓理论163
5.2.4没有带束层的子午线轮胎的

在由赤坂隆教授实验室的校友们编辑出版的《赤坂隆教授的研究足迹》一书中提到，汽车轮胎力学相当于飞机的空气动力学或者船舶的流体力学。如图1所示，轮胎上的侧向力和回正力矩与侧偏角之间的关系相当于飞机的举升力和力矩与飞机入射角之间的关系，轮胎的滚动阻力相当于飞机的空气阻力，而轮胎的驻波就类似于飞机的马赫波。而且，当速度超过临界速度时，由于热量的产生，轮胎和飞机都会发生热障现象。考虑到轮胎力学和空气动力学之间的相似性（图1）以及空气动力学对于飞机的重要性，人们当然会想到轮胎力学对于汽车是多么重要[1]。
图1轮胎力学和空气动力学之间的相似性
我第一次接触到博大精深的轮胎力学是在赤坂隆教授到普利司通公司讲授轮胎力学课程的时候。那时我刚加入公司，因此对他的课程似懂非懂。尽管我现在不能重现他的讲课内容，但我确实被他对轮胎力学xianjin的分析工作震撼了，因为那时计算机还没普及应用，这些分析工作都是用纸和笔来进行的。
我将人的一生分成三个阶段：第一个阶段是准备期，从出生到25岁，在这个阶段，人们为了使生活有意义而在学校学习；第二个阶段是贡献期，从25岁到50岁，在这个阶段，人们利用自己所掌握的知识和经验，通过在公司工作或者其他方式为社会做出贡献；第三个阶段是另一个贡献期，50岁以后，人们利用自己在第一个和第二个阶段所掌握的知识和经验为社会做出更广泛的贡献。
我在57岁的时候从普利司通公司来到日本工学院大学任教。同年，赤坂隆教授去世，我感到日本轮胎力学研究的一个时代结束了。同时我也认识到，必须有人出来把不为国际所熟知的日本工程师的一些学术成果进行总结。因此我决定撰写一本轮胎力学书籍，算是对社会的一点贡献。当我写这本书的时候，我参考了伟大的日语专著《轮胎工学》[2]，这本书由酒井秀男博士撰写，由日本Grand Prix出版社于1987年出版发行。另外，我还参考了很多其他的学术研究成果，如赤坂实验室和Pacejka实验室的研究成果。特别值得一提的是，在编写这本书的过程中，赤坂隆教授写的关于轮胎力学的文章非常宝贵，如果没有他的这些文章作为参考，我真不知道如何完成这本书。
本书有三个贡献。第一个贡献是用有限元分析技术来阐述轮胎力学的解析研究成果。有限元技术是当前轮胎工业界进行轮胎设计时必不可少的工具。因为有限元分析技术不提供机理和物理含义，所以工程师需要xian进行解析理论的学习和研究，然后进行有限元计算，这样才能对轮胎力学现象有更深刻的理解。如果工程师能够对解析理论和有限元结果有深刻的理解，那么他们就可以在此基础上形成许多提高轮胎性能的思路和方法。
第二个贡献是本书几乎涵盖了对轮胎工程师有帮助的所有关于轮胎性能的解析理论研究成果，这些解析理论研究成果是从我作为轮胎设计者和研究者的经历中精选出来的。
第三个贡献是在注释中对方程进行了推导，给出了练习题并在附录中给出了答案。因此，这本书既适合轮胎工业界的工程师研究轮胎力学，也适合研究生学习轮胎力学。
我要对S. Akasaka博士表示特别的谢意，他是赤坂隆教授的儿子，他慷慨地借给我许多赤坂隆教授宝贵的手稿，我也要感谢普利司通的同事们。最后，我要感谢我的夫人Noriko女士，她给予我身体和精神上的支持。
The past is never fully gone, It is observed into the present and the future. It stays to shape what we are
and what we do.
Sir. William Deane,1996.
过去永远不会wanquan过去，它会在现在和未来被觉察到。它决定了我们是什么和我们做什么。
William Deane爵士，1996。

中岛幸雄
日本东京
2018.12

参考文献
［1］ Alumni of Akasaka Lab(ed.), Research Footprint of Professor Akasaka.(Chuo University, Hachioji,1995)
［2］ H.Sakai, Tire Engineering(in Japanese).(Guranpuri-Shuppan,Tokyo,1987)