钢筋混凝土结构汽车车轮总成设计

该车轮总成的设计围绕特种工况下的承载需求展开，区别于常规乘用车辆的充气橡胶轮胎结构，采用钢筋混凝土作为轮胎主体的承载基体，搭配金属轮毂结构，主要面向低速重载、作业环境存在尖锐硬物易扎损常规轮胎的特殊作业场景，比如厂区内部固定路线的重载转运车辆、矿山临时便道的短距离运输设备、施工场地内的简易转运机具等使用场景，这类场景下车辆行驶速度普遍低于15km/h，对轮胎的抗穿刺、抗碾压破损能力要求远高于高速行驶的减震、静音需求。

从结构设计思路来看，整体采用轮辋与混凝土胎体过盈配合的装配逻辑，轮毂部分保留常规车轮的辐板式承力结构，六组辐条均匀分布传递轴头载荷，辐条与外圈轮辋采用圆弧过渡结构，避免应力集中导致的金属结构疲劳开裂；轮辋外侧设计有两道环形凸缘，用于约束混凝土胎体的轴向窜动，凸缘内侧加工有环形防滑槽，浇筑混凝土胎体时钢筋骨架的端部可嵌入槽内，形成机械咬合结构，避免混凝土胎体与金属轮辋在大扭矩传递时出现相对滑转。混凝土胎体内部的钢筋骨架采用径向钢筋与周向环筋焊接的网状结构，径向钢筋沿轮辋圆周均匀排布，两端分别勾住轮辋内侧的防滑槽与胎面的表层钢筋网，周向环筋分层布置，从胎体根部到胎面按不同曲率半径排布，抵消混凝土材料抗拉强度不足的缺陷，让胎体在承受垂向冲击载荷时，钢筋骨架承担主要拉应力，混凝土承担压应力，匹配两种材料的力学特性。

外形尺寸方面，该车轮总成的轮辋直径适配常规重载车辆的轮边安装尺寸，胎面宽度比同规格充气轮胎宽12%左右，降低接地比压，适配非铺装路面的行驶需求；安装边界上，轮毂中心的定位孔尺寸、螺栓孔分布圆直径与同吨位级常规钢制车轮保持一致，可直接替换现有车辆的常规车轮总成，无需对车桥、轮边安装法兰做额外改装，降低特殊场景下的车辆改造成本。胎面采用无花纹的平直圆柱面设计，因为使用场景车速低，无高速排水需求，平直胎面可最大化接地面积，同时避免花纹沟槽嵌入碎石导致的胎体局部应力集中，胎体与轮辋的配合面设计有1:20的装配锥度，既方便混凝土胎体浇筑成型后的脱模作业，也能在装配后自动对中，保证车轮转动时的动平衡精度满足低速行驶要求。