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轮胎花纹与噪音的关系及对地面路况的适应的研究摘要目前，人们对生活环境要求的提高，对道路与轮胎噪音、交通安全、能源等提出了更高的要求，因此研究汽车轮胎花纹也变得越来越迫切。
轮胎胎面花纹是轮胎与路面相互作用的直接部位，它不仅对轮胎的抓地性有直接的影响，同时也是噪音的主要影响因素。
在不同的路面情况下，不同的轮胎花纹有不同的效果。
一直以来，胎面花纹由于其几何形状很难利用实验等方法直观得到并加以分析，数值模拟方法成为研究汽车性能的一个主要方向。
本文利用数值模拟方法展开对轮胎的胎面花纹的变形特性及噪音产生进行研究，其目的是为后续的汽车通过噪声以及轮胎的抓地性等提供一定的基础和服务，结果轮胎花纹对汽车的噪音产生有一定的影响，而且轮胎与路面间附着性能是多方面因素综合作用的结果关键词：胎面花纹噪音抓地性地面路况目录一、问题的提出 ............................................................................................................................ I II二、问题的分析 (1)三、建模过程 (1)3.1轮胎花纹噪声 (1)3.1.1轮胎花纹块产生的噪声 (1)3.1.2轮胎花纹槽的泵浦噪声 (3)3.2轮胎花纹结构 (6)3.2.1轮胎花纹样式 (6)3.2.2 轮胎对附着性能的影响 (7)3.2.2.1 轮胎结构型式的影响 (8)3.2.2.2 胎面花纹的影响 (9)3.2.2.3 轮胎扁平率的影响 (11)四、结语 (15)参考文献 (15)图表目录图1胎痕前后沿 (1)图2某一块花纹的声压变化曲线 (2)图3花纹槽的三种形 (3)图4由横沟所发生的声压变化 (4)图 5 花纹槽走向和行驶方向逆向和顺向示意图 (5)图 6 (6)图7子午线轮胎与斜交轮胎 (8)图8轮胎胎面花纹 (10)图9路面潮湿程度对附着系数的影响 (13)图10抗滑水轮胎胎面花纹 (14)图11附着系数与滑动率的关系 (14)一、问题的提出问题一：目前减低生活噪音成为人们迫切的要求,轮胎花纹与噪音的关系是我们研究的课题,我们主要研究轮胎花纹的哪些因素对噪音的产生有着重要的关系。
轮胎道路噪声——粗糙路面的花纹轮胎数字化噪声预测D.J.O'Boy;A.P.Dowling【期刊名称】《轮胎工业》【年(卷),期】2011(31)11【摘要】轮胎与路面接触产生的噪声是造成日益严重环境问题的重要原因之一.对于轿车,在良好条件和稳定速度下,当速度超过40 km· h-1时,轮胎/道路噪声成为其主要噪声源(根据欧盟汽车规则,它也适用于速度较高的载重汽车);在加速过程中,轮胎/道路噪声在50 km·h-1时明显成为车辆最主要的噪声来源.为了测定轮胎在粗糙路面上行驶时产生的噪声,必须了解轮胎的振动特性.轮胎是由胎侧、带束层以及表面覆盖的很厚的胎面胶组成.虽然胎侧也产生噪声,但本工作只研究轮胎带束层产生的噪声.轮胎带束层是一个复杂的多层结构,由不同厚度的不同材料构成.此外,胎面花纹在周向和轴向可能有复杂的排列形式.【总页数】8页(P669-676)【作者】D.J.O'Boy;A.P.Dowling【作者单位】Department of Engineering, University of Cambridge, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, UK;Department of Engineering, University of Cambridge, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, UK 【正文语种】中文【中图分类】TQ336.1;TB533+.2【相关文献】1.轮胎花纹泵浦噪声分析及低噪声轮胎花纹设计 [J], 王国林;沈飞;周海超;杨建2.轮胎/道路噪声——粗糙路面的花纹轮胎数字化噪声预测(续完) [J],D.J.O'Boy;A.P.Dowling3.滚动状态下轮胎/路面接触力对噪声预测相关性的试验研究 [J], Julien Cesbron;Fabienne Anfosso-Lédée;Denis Duhamel;Hai Ping Yin;Donatien Le Houédec;曹嘉欣4.轮胎花纹与路面纹理耦合对轮胎噪声的影响 [J], 王华;严新平;曹平;肖旺新;袁成清5.一种快速实现轮胎花纹节距噪声预测的方法 [J], 马晓因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车轮胎噪声产生的原因分析与预防作者：郝伟作者单位：广东机电职业技术学院,广州,510515刊名：煤炭技术英文刊名：COAL TECHNOLOGY年，卷(期)：2010，29(3)被引用次数：0次1.王昕.蒋炳生车外噪声的原因分析及控制对策 2007(5)2.鲁春艳车外噪声控制技术的研究现状及发展趋势 2007(1)1.期刊论文于增信.谭惠丰.杜星文轮胎花纹沟噪声研究进展-哈尔滨工业大学学报2002,34(1)通过回顾30多年来汽车轮胎噪声研究的发展概况,对轮胎噪声机理、轮胎噪声参数研究方面进行了综述,明确了轮胎噪声的主要机理是花纹沟空气泵吸噪声和胎面振动噪声,归纳了不同情况下轮胎噪声的特征,阐述了诸因素对轮胎噪声的影响,并着重介绍了花纹噪声的建模及量化预测,给出了轮胎低噪声设计普遍性原则.2.学位论文李志东室内外轮胎噪声测试系统设计与分析2009随着人们生活质量的提高，越来越多的家庭已有了私车，这改变了人们的生活方式，为人们带来了出行的现代化，同时它也带来环境污染的危害。
解决这个问题成为推动汽车技术进步、产品升级换代的直接动力。
环境污染之一是噪声，噪声的主要来源之一是汽车，汽车噪声主要来源只有两个方面，一个是发动机，另一个是轮胎。
据国内外研究表明，在干燥路面上，当汽车时速达到70公里时，轮胎噪声成为整车噪声的重要噪声源。
而在湿路面上，即使车速低，轮胎噪声也会盖过其它噪声成为最主要的噪声源。
因此，轮胎噪声的防治是世界汽车及轮胎工业的一个重要课题。
轮胎/路面噪声的测量为轮胎噪声评定提供了依据。
本课题为杭州中策橡胶集团委托项目，即设计一套实用性强、性价比高、功能齐全、可快速分析的轮胎/路面噪声室内外测试系统。
该轮胎/路面噪声室内外测试系统方便了轮胎噪声的测量和分析，所取得的研究成果对工业设计生产低噪胎花纹具有现实的指导意义，为我国轮胎噪声控制与轮胎工业发展做出贡献。
本文介绍了几种轿车轮胎低噪评判标准和专用双功能消声室的设计，从轮胎噪声室内测试系统及室外测试系统两个方面对道路/轮胎噪声控制进行了系统的研究与深入的分析。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法
轮胎的噪声主要由以下几个因素所影响：
1. 胎面花纹设计：轮胎的花纹对噪声的产生有很大影响。
粗糙的花纹和大块花纹会增加轮胎与地面摩擦时的噪声。
而平滑的花纹和小块花纹则可以减少噪声的产生。
2. 胎面材料选择：不同材料的轮胎胎面产生的噪声也会有所不同。
某些轮胎材料具有吸音的特性，可以减少噪声的传播和产生。
3. 胎压的调整：轮胎的胎压过高或过低都会增加噪声的产生。
适当调整胎压可以减少噪声的影响。
4. 车辆行驶速度：高速行驶时，轮胎与地面的摩擦力增加，噪声也会相应增大。
针对低噪声轮胎的设计方法包括：
1. 胎面花纹优化：通过对轮胎胎面花纹的设计和优化，选择合适的花纹形状和大小，以减少噪声的产生。
2. 胎面材料优化：选择具有吸音特性的胎面材料，以降低轮胎产生的噪声。
3. 胎压调节：根据实际需要，合理调节轮胎的胎压，以减少噪声的影响。
4. 结构优化：通过改进轮胎的内部结构，如增强胎体和胎面的连接，减少胎噪。
5. 噪声测试与评估：在轮胎设计过程中，进行噪声测试与评估，及时发现和解决问题，进一步提高轮胎的低噪声性能。
综上所述，轮胎噪声的影响因素包括胎面花纹设计、胎面材料选择、胎压调整和车辆行驶速度等，而低噪声轮胎的设计方法主要包括胎面花纹的优化、胎面材料的优化、胎压调节、结构优化和噪声测试与评估等。
轮胎的胎面花纹及其功能
速客; 刘杰
【期刊名称】《《轿车情报》》
【年(卷),期】2003(000)011
【摘要】在轮胎直接与地面相接触的胎面上，刻着各式各样的花纹，这些花纹的设计有很多种类，但大致可分为以下横沟型、直沟型、直横沟、声状花纹等。
它们的功效各不相同。
【总页数】2页(P88-89)
【作者】速客; 刘杰
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341
【相关文献】
1.复杂胎面花纹轮胎有限元三维建模方法 [J], 王志平;裴权华;宋朝兴;王彩红;王若飞
2.复杂胎面花纹轮胎有限元三维建模方法 [J], 王志平; 裴权华; 宋朝兴; 王彩红; 王若飞
3.胎面花纹设计对轮胎噪声的影响 [J], 侯京斌;王婷婷
4.胎面花纹设计对轮胎噪声的影响 [J], 侯京斌;王婷婷
5.轮胎轮廓的驱动读取器扫描胎面花纹深度 [J], 赵敏(摘译);吴秀兰(校)
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轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将介绍轮胎噪声的影响因素以及如何设计低噪声轮胎。
一、轮胎噪声的影响因素轮胎噪声是指车辆行驶过程中由于轮胎与道路接触而产生的噪音。
轮胎噪声的大小与多个因素有关，下面将介绍几个主要的影响因素。
1.轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计是影响轮胎噪声的重要因素之一。
不同的花纹设计会对轮胎噪声产生不同的影响。
一般来说，花纹较深的轮胎会产生更大的噪声，而花纹较浅的轮胎则会产生较小的噪声。
2.轮胎材料：轮胎的材料也会对轮胎噪声产生影响。
例如，硬质材料的轮胎通常会产生更大的噪声，而软质材料的轮胎则会产生较小的噪声。
3.胎压：轮胎的胎压对轮胎噪声的大小有一定的影响。
当轮胎胎压过高或过低时，轮胎与道路的接触面积会发生变化，从而导致噪声的增加。
4.车辆速度：车辆速度对轮胎噪声的大小也有较大影响。
一般来说，车辆速度越高，轮胎与道路的接触面积也会增大，从而导致噪声的增加。
二、低噪声轮胎设计方法为了降低轮胎噪声，制造商采取了一系列的设计方法。
下面将介绍几种常用的低噪声轮胎设计方法。
1.减小花纹间隙：通过减小轮胎花纹间隙的宽度，可以减少轮胎与道路之间的摩擦，从而降低噪声的产生。
2.采用噪声吸收材料：在轮胎的内部和外部使用噪声吸收材料，能够有效地吸收轮胎噪声，减少噪音的传递和反射。
3.优化轮胎材料：采用低噪声的轮胎材料，如特殊的橡胶配方或陶瓷材料，可以减少轮胎与道路之间的摩擦和振动，从而降低噪声的产生。
4.改进轮胎结构：通过改进轮胎的结构设计，如增加轮胎的刚度和降低轮胎的振动，可以减少轮胎与道路之间的接触面积，从而降低噪声的产生。
5.优化胎压：保持轮胎的适当胎压，可以减少轮胎与道路之间的不均匀接触，从而减少噪声的产生。
6.改进车辆悬挂系统：通过改进车辆的悬挂系统，可以减少轮胎与道路之间的震动和振动传递，从而降低噪声的产生。
三、结论轮胎噪声是车辆行驶过程中不可避免的问题，但通过合理的轮胎设计可以有效降低噪声的产生。
轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法以轮胎噪声影响因素及低噪声轮胎设计方法为标题，本文将探讨轮胎噪声的影响因素，并介绍一些低噪声轮胎的设计方法。
一、轮胎噪声的影响因素1. 轮胎花纹设计：轮胎的花纹设计会直接影响噪声的产生。
一般来说，花纹越粗糙，噪声也会相应增加。
因此，低噪声轮胎通常采用较为平滑的花纹设计，以减少轮胎与地面的摩擦声。
2. 轮胎材料：轮胎的材料也是影响噪声的重要因素之一。
硬度较高的轮胎材料会导致更大的振动和噪声。
因此，低噪声轮胎通常采用较为柔软的材料，以减少振动和噪声的产生。
3. 轮胎结构：轮胎的结构设计也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的胎内结构、胎侧设计等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎通常采用一些降噪措施，如增加胎内隔音层、优化胎侧结构等，以降低噪声的产生。
4. 轮胎的使用状态：轮胎的使用状态也会对噪声产生影响。
例如，轮胎的磨损程度、气压的调整等都会对噪声产生一定的影响。
低噪声轮胎需要经过精确的设计和合理的使用来确保其低噪声的效果。
二、低噪声轮胎的设计方法1. 优化花纹设计：低噪声轮胎的花纹设计应尽量减少花纹块之间的共振效应和空气流动噪声。
通过减少花纹块的尺寸和间距，可以降低轮胎与地面的摩擦声。
此外，还可以采用不规则花纹、交错花纹等设计方式，进一步减少噪声的产生。
2. 采用降噪材料：在轮胎的内部和侧壁中加入降噪材料，如隔音材料、吸音材料等，可以有效降低振动和噪声的产生。
这些材料可以吸收振动能量，减少噪声的传播。
3. 优化轮胎结构：通过优化轮胎的胎内结构和胎侧设计，可以降低轮胎的振动和噪声。
例如，增加胎内隔音层的厚度，可以减少振动的传递；优化胎侧结构，可以减少胎侧的共振效应。
4. 合理使用和保养轮胎：合理调整轮胎的气压，保持轮胎的良好状态，可以减少噪声的产生。
过高或过低的气压都会增加轮胎的振动和噪声。
此外，定期检查轮胎的磨损情况，及时更换磨损严重的轮胎，也是降低噪声的有效方法。
总结：轮胎噪声是车辆行驶中常见的噪声源之一，其影响因素包括花纹设计、材料、结构和使用状态等。
轮胎花纹节距对轮胎低频噪声的影响
高志彬;蒋红敏;刘志红;陈守佳
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】为研究花纹节距对轮胎低频噪声的影响,总结不同花纹与声压级的变化规律。
通过在半消音室内运用目前主流的低噪音转鼓试验方法,按照标准载荷与标准气压对不同规格不同花纹轮胎进行噪声测试,运用LMS B数据采集系统,记录轮胎在不同速度下的声压级大小,研究了轮胎噪声频谱图和随速度变化的声压折线图。
通过频谱分析,结果表明:花纹对轮胎低频噪声影响的频率段是(300~800)Hz;对于轿车轮胎,轮胎花纹噪声与车辆行驶速度呈现正相关;花纹左半部分与右半部分明显不对称,并且左右大小有明显差异的花纹可以有效降低轮胎噪声;五节距花纹更能有效减少相同频率上噪声的叠加。
【总页数】4页(P5-8)
【作者】高志彬;蒋红敏;刘志红;陈守佳
【作者单位】青岛理工大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;U467
【相关文献】
1.低噪声轮胎花纹的周期性和节距排列辨识
2.基于遗传算法的低噪声轮胎花纹节距排列的优化方法
3.低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计
4.轮胎花纹节距噪声研究及其应用
5.一种快速实现轮胎花纹节距噪声预测的方法
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复合式路面轮胎-路面噪声的有限元模拟分析摘要：为深入研究复合式路面结构参数与轮胎-路面噪声的关系,本文利用Abaqus软件，构建路面、空气、轮胎相耦合的声学模型，通过改变路面结构参数的取值，计算目标点对应输出声压值，分析声压的变化特征，总结复合式路面结构参数对噪声的影响。
关键词：复合式路面；结构参数；声学模型ABSTRACT: The coupling Acoustic model of pavement, air and tyre is built in ABAQUS to research the relationship between composite pavement and tyre-road noise. By changing values of pavement structural parameters, sound pressure value of target point and its change trend are got. The influence of pavement parameters to noise is summarized.Key words: composite pavement; structure parameter; acoustic model复合式路面是指由水泥混凝土板和沥青面层复合形成的结构，它兼有沥青路面和水泥路面的优点，多用于城市高架桥等市政道路和旧水泥路面的改建。
与普通沥青混凝土路面相比，复合式路面由于沥青层较薄、水泥混凝土层模量高，车辆行驶时其噪声偏大。
近年来，随着车流量和行驶车速的不断增加，道路沿线的交通噪声问题已经越来越引起人们的重视，而复合式路面的噪声问题也日益突出，尤其是对于城市高架桥形式的复合式路面结构。
本文针对复合式路面轮胎-路面噪声进行分析，有一定的现实意义。
随着计算机技术的发展，各种声学软件层出不穷，如有限元软件、边界元软件、能量分析法软件等。
不同花纹轮胎噪声辐射特性
周海超;王国林;梁晨
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2012(000)006
【摘要】轮胎噪声是交通环境噪声的主要来源之一，也是汽车噪声的主要声源。
用虚拟模型预测的方法对滚动轮胎的振动辐射噪声进行预测分析。
通过对滚动轮胎施加路面简谐激励，获取滚动轮胎表面加速度响应并作为声学分析的边界条件。
采用边界元的方法分析不同花纹形式的滚动轮胎在路面激励下振动辐射噪声特性，结果表明花纹形式直接影响着滚动轮胎振动辐射噪声的大小，胎面花纹质量越小，振动辐射噪声越大，研究结果具有工程应用价值。
【总页数】5页(P175-178,183)
【作者】周海超;王国林;梁晨
【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】TB533
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1.轮胎花纹泵浦噪声分析及低噪声轮胎花纹设计 [J], 王国林;沈飞;周海超;杨建
2.花纹沟设计对轮胎花纹噪声的影响 [J], 于淼邈;周洁
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4.轮胎/道路噪声——粗糙路面的花纹轮胎数字化噪声预测(续完) [J],
D.J.O'Boy;A.P.Dowling
5.轮胎花纹与路面纹理耦合对轮胎噪声的影响 [J], 王华;严新平;曹平;肖旺新;袁成清
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506轮胎工业2019年第39卷发成本。
4结论由于轮胎花纹的各项设计参数相互耦合、互相影响，而且对轮胎噪声性能的影响呈现出非独立的特点，传统解析方法直接采用简单的花纹设计参数来预测轮胎噪声很难满足复杂花纹的情况。
而BP神经网络有着很强的非线性模式识别能力，可以通过对试验数据大规模学习后，自行定义和识别影响轮胎噪声的花纹参数及其影响权重。
利用BP神经网络构建的轮胎花纹噪声预报模型可以有效地对新设计轮胎花纹噪声进行评估，精度高且速度快，有利于新产品开发过程中的花纹优化迭代，提高了开发效率。
参考文献：[1]Hayden R E.Roadside Noise from the Interaction of a Rolling Tirewith the Road Surface[J].The Journal of the Acoustical Society ofAmerica,1971,5O(1A):113.⑵陈理君，杨立，钱业青，等•轮胎花纹噪声的发声模型[几轮胎工业,1999,19(10):599-602.[3]于增信.轮胎噪声机理与仿真研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学，2001.[4]朱家顺，葛超，张晓鹏，等•基于TTA噪声数据库的花纹噪声仿真分析[J]•轮胎工业,2018,38(6):323-327.[5]冯希金，危银涛,项大兵，等•基于MLE方法的滚动轮胎冲击振动噪声仿真分析[J].噪声与振动控制,2015,35(4):20-24.[6]王鹏斌•道路/轮胎泵气噪声的流固耦合分析[D].湘潭:湘潭大学，2016.[7]项大兵•轮胎滚动噪声三维仿真的MLE方法[D].北京:清华大学，2015.[8]王琦，翟辉辉,周海超，等•带束层结构参数对轮胎振动噪声的影响[J].橡胶工业,2018,65(5):490-494.[9]Ian G.Yoshua B,Aaron C.深度学习[M].赵申剑，译.北京:北京人民邮电出版社,2017.[10]王小川，史峰，郁磊，等.MATLAB神经网络43个案例分析[M].北京:北京航空航天大学岀版社,2013.收稿日期:2019-02-08Tire Pattern Noise Prediction Based on Deep LearningXIANG Dabing,ZHANG Chunsheng1,WANG Hongyan1,HOU DandarT[1.E-Rubber Technology(Beijing)Co.,Ltd,Beijing100084,China;2.Zhongce Rubber Co.,Ltid,Hangzhou310018,China]Abstract：Based on a large number of tire noise testing with various tread pattern,a mathematical model between the tire pattern geometry and tire noise level was developed using image recognition and deep learning technology,and the noise level of the new tire pattern was predicted by this model.The results showed that the model prediction accuracy reached83%when the resolution was1dB.This model was reliable and convenient for application,and the prediction accuracy would be constantly improved with the accumulation of more testing data and improvement of the algorithm.Key words：tire noise prediction；pattern image recognition；deep learning；neural network一种新能源汽车所使用的高抓地力的真空轮胎由南京菱亚汽车技术研究院申请的专利(公开号CN109572329A,公开日期2019-04-05)“一种新能源汽车所使用的高抓地力的真空轮胎”，包括轮胎趾口与胎侧，胎侧位于轮胎趾口的上端外表面,胎侧上端外表面固定连接胎肩，胎肩上端固定连接胎冠,胎冠上端外表面设置胎面，胎面内侧下端表面设置胎面底胶与胎冠保护层，且胎冠保护层位于胎面底胶的下端外表面。
轮胎花纹噪声及其降噪方法
陈理君;李晓辉;杨立;杨光大
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2004(024)001
【摘要】从动力学观点阐述了花纹块和花纹槽的发生机理,对花纹块宽度和长度、花纹槽宽度、长度与走向、花纹条数、基本节距数、节距排列次序以及错位参数进行了分析,得出降低轮胎噪声的原理和方法.根据结构参数分析并结合模糊控制理论和遗传算法,提出了一种轮胎花纹结构参数进行优化的设计方法--模糊遗传算法.利用轮胎噪声仿真分析软件(TNS2002)和仿真优化软件(ODS002)进行轮胎花纹结构设计,达到了降低轮胎噪声的目的,同时也得到低噪声轮胎花纹结构方案.研究成果为低噪声轮胎花纹设计规范与方法提供了路径.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】陈理君;李晓辉;杨立;杨光大
【作者单位】武汉理工大学,武汉,430070;武汉理工大学,武汉,430070;武汉理工大学,武汉,430070;上海米其林回力轮胎股份有限公司,上海,200082
【正文语种】中文
【中图分类】TB52
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1.轮胎花纹泵浦噪声计算及评价方法 [J], 王国林;周伟;沈飞;周海超
2.轮胎花纹噪声的发声机理及降噪技术 [J], 杨晓芳
3.Fluent二次开发及轮胎花纹沟泵气噪声流场分析方法 [J], 胡山凤;束永平
4.基于深度学习的轮胎花纹噪声预报方法研究 [J], 项大兵;张春生;王红彦;侯丹丹
5.一种快速实现轮胎花纹节距噪声预测的方法 [J], 马晓
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轮胎花纹与路面纹理耦合对轮胎噪声的影响胡伟
发表时间：2018-03-05T15:13:30.140Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：胡伟
[导读] 摘要:随着车辆发动机性能的改进和路面条件改善，车辆高速行驶时胎/路噪声已成为一个主要噪声源，如何降低胎/路噪声成为控制交通噪声的主要途径。
万力轮胎股份有限公司 510000
摘要:随着车辆发动机性能的改进和路面条件改善，车辆高速行驶时胎/路噪声已成为一个主要噪声源，如何降低胎/路噪声成为控制交通噪声的主要途径。
论文对胎/路噪声的国内外研究现状进行系统的总结分析；对道路纹理与轮胎花纹噪声的发声机理分别进行了定量分析；提出了从纹理耦合的观点出发来降低轮胎噪声的新方法；并指出了基于胎/路纹理耦合的几点研究内容；研究结果可为降低胎/路噪声从而控制交通噪声提供新方法。
关键词:交通环境；降噪；路面纹理；轮胎花纹；耦合
汽车噪声属于线性声学范畴，故对其可分别定义如下:(1)道路噪声是轮胎行驶产生的，因道路凹凸不平度、粗糙度、路面刻槽花纹的尺寸大小和走向以及材料等不同其强度和频谱不同[1]，其测量必须采用光面轮胎或标准纵向槽轮胎；(2)轮胎噪声是指有花纹轮胎在滚动时(一定速度和负荷下)接触平直地面所产生的噪声，其室内测试是在转鼓上进行噪声试验，但测出的噪声谱不仅包含“花纹”噪声而且含有沙声、摩擦声和涡流声等，室外(现场)测试除上述内容外，测试路面还要符合测试规范(平直、硬度等要求)；(3)轮胎花纹噪声是用微机仿真(TNS/ODS分析软件)得到的噪声，是轮胎花纹产生的噪声；(4)道路/轮胎噪声是道路噪声和轮胎噪声的线性合成。
1.轮胎/路面噪声的形成机制
通常认为，轮胎/路面噪声的产生包括以下三个方面:1)轮胎振动:轮胎振动由两个结构振动所引起。
轮胎材料结构的不均匀性、路面平整性及粗糙性、轮胎花纹块等因素会引起胎体振动；轮胎与路面接触面产生的局部切向力会导致轮胎滑移，轮胎与路面间的摩擦力会引起胎面形变，进而产生胎面振动:轮胎振动包括内胎面和外胎面的振动，研究表明，轮胎振动尤其是外胎面的振动是产生轮胎/路面噪声的最重要原因。
2)空气泵吸噪声:轮胎与路面接触时，轮胎花纹与路面形成封闭区域。
汽车在行驶过程中，封闭区域内部及边缘空气被挤压排出，同时又很快被空气回填，形成“气泵效应”。
由于接触面很小、汽车行驶速度快、接触时间短暂、挤压力度大，产生了较强的“泵吸噪声”。
3)空气动力性噪声:当车辆以较高速度行驶时，轮胎的直线运动和圆周运动促使周围气流发生振动，特别是在轮胎后部与路面间形成局部涡流，引起空气压力的急剧变化进而产生空气动力性噪声。
一般情况下，空气动力性噪声可不作考虑。
2.轮胎花纹的发声机理
轮胎在滚动时发出的轮胎噪声可以归结为如下几种:花纹块打击地面时所发出的撞击噪声、沟槽腔体中空气被挤压和膨胀而产生的“泵浦效应”噪声、横沟槽内气柱共鸣的噪声、光面胎面作用在地面中大小不等的隙腔时而产生的不规则沙声(随机噪声)、由于道路的凹凸不平和轮胎均匀性不良而激起的轮胎振动噪声(一般频率较低，为80～150Hz)、轮胎滚动时切割空气产生的切割噪声、轮胎与地面相摩擦而产生的摩擦噪声以及车辆行驶时对路面产生的低频路面噪声。
2.1花纹沟的发声
由于胎面橡胶是弹性体，因而在轮胎接地前沿区轮胎触地时花纹沟两侧的花纹块被压缩变形，沟槽腔内空气因体积减小而压力增大，空气被突然压缩排出，形成类似喷射的噪声，声强度较大。
而在轮胎接地后沿区轮胎离开地面时，沟槽腔体又恢复原状，腔内空气压力变小，周围空气急速补充到腔体内产生“扑”声，声强度较弱。
腔中空气被挤压和膨胀的泵浦效应产生了花纹沟的噪声。
对于匀速行驶的汽车，不同的花纹沟仍可能具有相同的体积压缩比，也就是说沟槽内各声点阵产生的声振幅是相等的，因而沟槽体积越大，总声压也越大。
在实际花纹设计中，沟槽的深度有一定要求，可以认为是在2个常数范围内，所以花纹沟的发声与沟的长度和宽度有关，与它的深度基本无关。
此外，花纹沟的发声还与其走向有关。
2.2随机沙声
由于路面和胎面不可能绝对光滑平坦，胎面不可能完全紧贴地面，在胎面和地面之间存在着大小不等的隙腔，其中的空气被压缩和膨胀就产生了不规则沙沙声，称之为随机沙声。
对于有花纹的胎面，随机沙声能量较小，可以不作考虑。
但是对于没有花纹的光面和肋条花纹(忽略纵槽的直流噪声)，随机沙声即是它们的“花纹”噪声。
各隙腔的大小是随机的，与胎面相接触的位置也是随机的。
而发声原理与花纹块和花纹沟腔体的发声原理相同。
3.轮胎/路面噪声的形成及影响因素
3.1轮胎/路面噪声的形成及吸收过程
轮胎/路面噪声形成后，一部分被路面混合料的粗糙纹理所反射，另一部分直接排放到大气环境中，最后一部分进入孔隙内部往深处传播并被吸收和消耗。
图1是路面噪声形成区域及多孔隙路面吸收噪声示意图。
图1轮胎路面噪声形成及吸收示意图
3.2轮胎/路面噪声的影响因素分析
其中主要影响因素在于轮胎与路面两个方面，由于汽车类型、车速及环境状况不易控制，所以轮胎与路面的设计显得尤为重要。
研究表明，轮胎与路面的主要影响因素在于轮胎花纹块、轮胎材料、轮胎充气压力、轮胎荷载、轮胎沟槽深度、路面厚度、空隙率、级配类型、路面结构、车速等。
轮胎花纹块类型对轮胎/路面噪声影响明显。
轮胎外胎的花纹块类型与路面接触区域形成封闭空腔，一方面外胎花纹块间对轮胎具有一定的减震效果，另一方面轮胎花纹块简单间距与空气泵吸噪声息息相关。
因此，不同外胎花纹的轮胎所产生的振动噪声和空气泵吸噪声不同。
轮胎结构正常的规则性运动所产生的噪声值并不明显，而轮胎在经历挤压、摩擦、振动、旋转后贡献的噪声值明显增大。
研究发现，交错横沟外胎花纹间的沟槽间距无规则排序更有利于降低噪声。
通常情况下，轮胎花纹块所产生的噪声值并不大，这与花纹块的数量、排序、结构设计有关，有利于空气外排而减小了“泵吸效应”。
3.3胎/路纹理耦合对胎/路噪声的影响
(1)波形耦合:不考虑接触面耦合，仅考虑波形的时、频耦合。
(2)物理耦合:或者叫接触面耦合，即胎/路接触面最佳匹配，例如“菱形路面适合卡车减噪”。
(3)应力耦合:利用车轮力测量真实的胎/路间作用力，把力作为胎/路耦合的桥梁，其他条件一样的情况下(同车同路)，力越大，振动越大，噪声越大。
在轮胎花纹和路面纹理的发声机理研究基础上，建立包括胎/路噪声各主要噪声源的发声模型。
通过计算机仿真，对轮胎花纹和路面纹理的不同组合产生的胎/路噪声，分别在时域和频域对其进行耦合分析，总结胎/路耦合的基本规律，得到胎/路的发声预测模型，并通过试验检验和修正模型。
研究胎/路耦合规律的试验主要利用拖车进行，分两大方面:研究轮胎对胎/路噪声的影响试验；研究道路对胎/路噪声的影响试验。
最后，改变车速和轴重，测量不同花纹的轮胎在不同纹理的路面上的行驶噪声，研究胎/路纹理耦合对胎/路噪声的影响。
试验地点待定。
4.降低轮胎/路面噪声的措施
4.1路面纹理的优化
路面纹理的优化主要是增大路面的粗糙度和减小凹凸不平度。
此外，优化路面的纹理应尽量使道路发声单元发出的声压时域波的同向峰值错开，避免同向峰值的叠加，并且使噪声趋向于白噪化，其优化方法与轮胎花纹优化类似。
当路面粗糙度增大到一定程度时，轮胎滚动时胎面振动减小，摩擦振动噪声也相应减小。
路面的凹凸不平度增加，胎面振动增加，则轮胎的振动噪声增大。
道路表面花纹节距排列组合调节，改变节距比和纹路粗细走向，相对错位变化，同样可进行低噪声优化。
4.2轮胎方面
1)轮胎花纹块采用柔韧性好的材料制作，以减轻荷载条件下胎面对路面的冲击；花纹块间距应按照不等比例设计。
2)保证花纹沟良好的透性，有利于花纹沟闭合区域空气流动外排，减小了空气泵吸噪声和共振效应；花纹沟越窄越细越能够减轻轮框振动。
3)加强轮胎的平衡性和均一性设计。
结论
轮胎/路面噪声是一个特别复杂的问题，有些机理往往共同存在，几种噪声增强机理的贡献难以与声源产生机理相互区分开来，这些机理的相对贡献大小随轮胎类型、路面形式和车速的变化而改变。
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