1.一种非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,所述非充气轮胎用剪切带结构设计方法包括:步骤1:获取待设计非充气轮胎的目标性能,并定义目标函数,其中,所述待设计非充气轮胎包括非充气轮胎用剪切带结构;步骤2:定义非充气轮胎结构参数信息并初始化待优化的非充气轮胎关键结构参数,并给定参数优化区间,其中,所述待优化的非充气轮胎关键结构参数包括非充气轮胎用剪切带结构的参数,所述非充气轮胎结构参数信息包括固定参数以及待优化的非充气轮胎关键结构参数;步骤3:根据非充气轮胎结构参数信息创建非充气轮胎有限元模型;所述根据非充气轮胎结构参数信息创建非充气轮胎有限元模型包括:建立非充气轮胎的轮毂、辐条、非充气轮胎用剪切带结构、胎面、路面;其中,辐条和非充气轮胎用剪切带结构为梁单元模型,胎面采用二维的壳单元,路面采用梁单元、壳单元以及解析刚体中的一种;分别为所述非充气轮胎的轮毂、辐条、剪切带、胎面、路面给定材料参数;将各个部件进行组装在一起并设置相互作用关系从而形成所述非充气轮胎有限元模型;所述非充气轮胎用剪切带结构包括:内侧加强层(3),所述内侧加强层(3)与所述辐条(2)连接;外侧加强层(4),所述外侧加强层(4)与所述轮胎胎面连接;剪切带内部支撑体(5),所述剪切带内部支撑体(5)设置在所述内侧加强层(3)以及外侧加强层(4)之间,所述剪切带内部支撑体(5)包括多个沿内侧加强层(3)周向设置的第一支撑件以及沿外侧加强层(4)周向设置的第二支撑件,一个第一支撑件与一个第二支撑件相邻设置;弹性件组,所述弹性件组的数量为多个,每组弹性件组包括多个弹性件(6),一个弹性件(6)的一端与一个第一支撑件铰接,另一端与一个第二支撑件铰接,位于同一弹性件组的各个弹性件与相同的第一支撑件铰接以及与相同的第二支撑件铰接;其中,当所述外侧加强层(4)受压变形时,所述弹性件(6)受到拉伸作用,所述弹性件(6)通过所述第二支撑件提供给所述外侧加强层(4)一个与非充气轮胎受压方向相反的力,所述弹性件(6)通过所述第一支撑件提供给所述内侧加强层(3)一个与非充气轮胎受压方向相同的力;步骤4:根据非充气轮胎有限元模型利用ABAQUS软件求解,并输出非充气轮胎关键力学性能;步骤5:将所述待优化的非充气轮胎关键结构参数以及与所输入的待优化的非充气轮胎关键结构参数所对应的非充气轮胎关键力学性能输入至贝叶斯优化方法中,以所述给定参数优化区间作为限制条件迭代出新的非充气轮胎关键结构参数组合并重复所述步骤3以及步骤4直至迭代结束后输出满足待设计非充气轮胎的目标性能的最优的非充气轮胎关键结构参数。
2.根据权利要求1所述的非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,所述待优化的非充气轮胎关键结构参数至少包括非充气轮胎用剪切带结构的参数信息中的一个,所述非充气轮胎用剪切带结构的参数信息包括:非充气轮胎用剪切带结构的厚度、第一支撑件的个数、第二支撑件的个数、第一支撑件端部到相邻第二支撑件端部的距离、内侧加强层的厚度、外侧加强层的厚度、弹性件的刚度、弹性件的初始长度。
3.根据权利要求2所述的非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,所述目标函数如下: ;其中, 为目标函数; 为有限元计算结果中非充气轮胎的最大应力的大小, 为非充气轮胎中最大应力对应的权重, 为第 i 个目标性能, 为当前仿真计算得到的第 i 个性能, 为第 i 个目标性能的权重, n 表示目标性能的个数。
4.如权利要求1所述的非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,各个所述弹性件(6)为相同的弹性件;位于同一组的各个弹性件(6)沿所述剪切带内部支撑体厚度方向均布。
5.如权利要求4所述的非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,各个所述弹性件在装配后具有预设的预应力,所述预设的预应力通过如下公式获取: ;其中,F Pre 为预设的预应力; n s 为每一列弹性件组中弹性件(6)的个数, k s 为单个弹性件(6)的刚度, l s 为弹性件(6)的初始长度, d T 为相邻第一支撑件端部到相邻第二支撑件端部的距离。
6.如权利要求5所述的非充气轮胎用剪切带结构设计方法,其特征在于,所述弹性件(6)在保证轮胎承载能力的前提下还需满足非充气轮胎对非充气轮胎用剪切带结构的最大等效剪切应变要求,即 ;非充气轮胎用剪切带结构的最大等效剪切应变为 ;其中,π为圆周率, r S1 为内侧加强层的半径, h 为非充气轮胎用剪切带结构的厚度, n T 为非充气轮胎用剪切带结构中第一支撑件的个数或第二支撑件的个数, d s 为弹性件的直径。
7.一种非充气轮胎用剪切带结构,其特征在于,所述非充气轮胎用剪切带结构通过如权利要求1至6中任意一项所述非充气轮胎用剪切带结构设计方法获取。
8.一种非充气轮胎,其特征在于,所述非充气轮胎包括辐条、轮胎胎面以及如权利要求7所述的非充气轮胎用剪切带结构。