具有空气动力学/流体动力学表面处理的轮胎和其他物体制造技术

本发明专利技术公开了具有空气动力学和/或流体动力学表面处理的轮胎和其他物体的各种实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
许多物体(诸如轮胎)暴露于产生气动力和水动力(诸如阻力)的空气、气体和液体。空气动力阻力和流体动力阻力可导致装配了轮胎和其他物体的各种车辆、设备等的性能低下。另外，空气动力阻力和流体动力阻力可导致受到气动力和水动力的物体上被施加过多的力。另外，一些物体(诸如用于橡胶和聚合物制品的模具)可经受模具表面和橡胶或聚合物制品之间的过多粘附，这导致需要清洁模具以移除粘附到模具表面的颗粒。需要的是对轮胎和其他物体进行空气动力学和流体动力学表面处理以减小空气动力阻力和流体动力阻力。表面处理可额外改善橡胶和聚合物制品从模具的脱模而不需要大量的模具清洁。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了具有天然表面处理的轮胎，该轮胎包括：侧壁；胎肩；以及包括至少一个沟槽的胎面；其中所述侧壁和所述胎肩中的至少一者包括天然表面处理，所述天然表面处理减小流体与所述侧壁和所述胎肩中的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。在另一个实施例中，提供了具有天然表面处理的牵引式挂车，该牵引式挂车包括：表面；以及至少一个整流罩；其中所述表面和所述至少一个整流罩中的至少一者包括天然表面处理，所述天然表面处理减小流体与所述表面和所述至少一个整流罩中的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。在另一个实施例中，提供了具有天然表面处理的风力涡轮机，该风力涡轮机包括：头锥；引擎舱；至少一个旋翼叶片；以及塔台，其中所述头锥、所述引擎舱、所述至少一个旋翼叶片和所述塔台中的至少一者包括天然表面处理，该天然表面处理减小流体与所述头锥、所述引擎舱、所述至少一个旋翼叶片和所述塔台中的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。在另一个实施例中，提供了具有天然表面处理的建筑物，该建筑物包括：至少一个侧面；以及至少一个屋顶部分；其中所述至少一个侧面和所述至少一个屋顶部分中的至少一者包括天然表面处理，所述天然表面处理减小流体与所述至少一个侧面和所述至少一个屋顶部分中的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。在另一个实施例中，提供了用于模制轮胎的模具，该模具包括：侧壁部分；胎肩部分；以及胎面部分；其中所述侧壁部分、所述胎肩部分和所述胎面部分中的至少一者包括造成以下情况中的至少一项的天然表面处理的阴模：有助于轮胎从模具的脱模，以及有助于模具的自清洁。附图说明附图包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分，其示出各种示例性构型，并且仅仅用于示出各种示例性实施例。在附图中，相似元件具有相似参考标号。图1示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例。图2示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例。图3示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例。图4示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例。图5示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例。图6示出包括表面处理的轮胎的示例性实施例的剖视图。图7示出包括表面处理的牵引式挂车的示例性实施例。图8示出包括表面处理的风力涡轮机的示例性实施例。图9示出包括表面处理的建筑物的示例性实施例。具体实施方式空气动力阻力和流体动力阻力可由各种机制引起，包括例如由相对于轮胎或其他物体移动的流体的粘度造成的粘滞阻力。空气动力阻力和流体动力阻力的程度和影响可与轮胎或其他物体的表面几何形状和表面纹理，以及相对于轮胎或其他物体移动的流体的流动特性有关。沿道路行驶的车辆上的轮胎可能由于其既旋转又平移，而遇到经过轮胎的空气形式的空气动力阻力。轮胎可能在轮胎的侧壁、胎肩、胎面以及轮胎暴露于经过空气的任何其他部分上遇到空气动力阻力。同样，沿道路行驶的车辆上的轮胎可能遇到道路上的水或其他流体，这可使轮胎暴露于流体动力阻力。轮胎可能在轮胎的侧壁、胎肩、胎面以及轮胎暴露于水或其他流体的任何其他部分上遇到流体动力阻力。在道路上行进的车辆可能既遇到空气动力阻力(例如，经过空气和/或风)也遇到流体动力阻力(例如，雨、雨夹雪或其他流体)。车辆可能在车辆暴露于空气或其他流体的任何部件上遇到空气动力阻力和流体动力阻力。车辆可包括被构造成偏转或阻止空气或水流动的整流罩，其可能因此遇到增大的空气动力阻力或流体动力阻力。另外，基本上静止的物体可经受空气动力阻力和/或流体动力阻力，这导致过多的力被施加到那些物体上。一些例子包括建筑物外部，特别是建筑物屋顶元件，和风力涡轮机的一些部分。某些表面纹理可减小空气动力阻力和/或流体动力阻力。表面纹理可通过产生在表面上流动的流体的湍流边界层来减小空气动力阻力和/或流体动力阻力。湍流边界层可延迟从表面的流动分离，这继而减小表面上的阻力。在一个实施例中，空气动力阻力和流体动力阻力可被视为一种摩擦力，其使得流体以不期望的方式“粘”到表面。流体或其他材料易于流动或从表面脱模的能力可向模具提供额外益处以用于模制制品，诸如橡胶或聚合物制品。模具表面可用表面纹理修改以有助于模制制品更容易脱模，从而减小从模具移除那些制品所需的力，并且减少从来自模具的模制制品清洁微粒的时间和精力。表面纹理的一个来源可见于自然界本身。仿生学的概念是为了解决人类问题而模仿来自自然界的模型、系统和元素。自然界致力于优化存在于自然界中的特征，使得其比可供选择的实施例更有效地执行任务或功能。例如，已经发现一些水生动物的皮肤/鳞片表面可减小空气动力阻力和流体动力阻力，包括例如粘滞阻力。已发现例如鲨鱼皮肤的表面具有微小突起的特征，这继而用于减小在该表面上经过的流体的阻力。另外，水母启发了具有更小空气动力阻力和/或流体动力阻力的表面设计。最终，鸟羽毛的天然设计表现出有助于鸟飞行的某些空气动力学特性。许多方面被认为有助于一些自然界的优化表面的改善的空气动力学特性和/或流体动力学特性。例如，鲨鱼皮肤的纹理可通过以下方式减小阻力：(1)通过提供纹理化表面减小粘滞阻力，以及(2)通过将空气截留在表面纹理内来增加浮力。在另一方面，一些表面纹理是天然疏水性的，并且因此易于以自清洁动作排出水和污染物。例如，莲包括具有纳米级隆起物的表面，从而产生粗糙的表面。因为水粘附到固体比其粘附到空气好得多，所以粗糙表面倾向于减小水滴上的粘附力，这是因为粗糙表面的间隙空间中的截留空气导致减小的液体与固体接触面积。相同概念可存在于一些昆虫的翅膀和躯体中，其被优化以排出水和其他污染物。除了活体生物的仿生学之外，已发现自然界的其他元素也表现出改善的空...

【技术保护点】
一种具有天然表面处理的轮胎，包括：侧壁；胎肩；以及胎面；其中所述侧壁和所述胎肩中的至少一者包括天然表面处理，所述天然表面处理减小流体与所述侧壁和所述胎肩中的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.18 US 61/917,3851.一种具有天然表面处理的轮胎，包括：
侧壁；
胎肩；以及
胎面；
其中所述侧壁和所述胎肩中的至少一者包括天然表面处理，所述天
然表面处理减小流体与所述侧壁和所述胎肩中的至少一者之间的空气
动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理模仿的是自然界的
元素的图案。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理包括鳞片图案。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理包括鲨鱼皮肤图
案。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理包括蜂窝图案。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理包括水滴图案。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理包括羽毛图案。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述天然表面处理经构造以改善所述
轮胎从模具的脱模。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述胎面还包括具有天然表面处理的
沟槽。
10.一种具有天然表面处理的牵引式挂车，包括：
表面；以及
至少一个整流罩；
其中所述表面和所述至少一个整流罩中的至少一者包括天然表面
处理，所述天然表面处理减小流体与所述表面和所述至少一个整流罩中
的至少一者之间的空气动力阻力和流体动力阻力中的至少一者。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述天然表面处理模仿的是自然界
的元素的图案。
12.根据权利要求10所述的牵引式挂车，其中所述天然表面处理包括鳞片
图案、鲨鱼皮肤图案、蜂窝图案、水滴图案和羽毛图案中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的牵引式挂车，其中所述天然表面处理经构造以
使得在所述表面和所述至少一个整流罩中的至少一者上专门沿着优...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·A·尤尔耶维奇，克雷格·巴尔尼斯，
申请(专利权)人：普利司通美国轮胎运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US