濕滑路面上汽車輪胎滑水性能研究概述

張麗霞，張 輝，夏永凱，潘福全，馬 麗

（1.青島理工大學(xué) 汽車與交通學(xué)院，山東 青島 266520；2.中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271）

輪胎不僅是汽車的重要組成部分，也是汽車與路面發(fā)生直接接觸的唯一媒介。汽車的各項(xiàng)性能指標(biāo)均受輪胎結(jié)構(gòu)和性能的影響，輪胎的安全性影響著汽車的安全行駛。

汽車能夠在路面上正常行駛依賴于輪胎與路面間的摩擦接觸，通過相互摩擦，路面為輪胎提供各種所需的作用力。輪胎在干燥路面上滾動(dòng)時(shí)可以表現(xiàn)出良好的摩擦性能，但在濕滑狀態(tài)下摩擦力則大幅降低，造成汽車制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)困難，容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，在車速較高時(shí)更易發(fā)生交通事故。

汽車駛過覆水路面時(shí)，由于水膜具有潤(rùn)滑效果，使得輪胎與路面間的摩擦因數(shù)明顯減小，此時(shí)輪胎易發(fā)生打滑。特別是當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)速超過某一極限值時(shí)，水流產(chǎn)生的動(dòng)壓力足以將輪胎抬離地面，這種現(xiàn)象稱為輪胎的“滑水現(xiàn)象”。一旦出現(xiàn)滑水現(xiàn)象，輪胎將徹底失去驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，汽車將失控，對(duì)駕駛員和乘客的生命安全造成威脅。P.V.Hight等[1]明確提出，陰雨天汽車發(fā)生交通事故的概率比平常高很多，這是因?yàn)椋海?）輪胎與路面間的摩擦因數(shù)減??；（2）輪胎出現(xiàn)了滑水現(xiàn)象。因此，雨天行車安全在交通安全中不容忽視，探究在濕滑路面上輪胎的滑水性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

研究輪胎滑水問題不僅要考慮輪胎自身會(huì)發(fā)生形變，還要考慮輪胎與周圍流體發(fā)生的相互作用，故對(duì)輪胎進(jìn)行滑水性能的分析是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的研究。國(guó)內(nèi)外針對(duì)該問題均做了多方面的研究并取得了一定的成果，在實(shí)際生產(chǎn)中具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價(jià)值。

本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者在濕滑路面上汽車輪胎滑水性能方面取得的研究成果，對(duì)輪胎滑水性能研究所采用的理論和方法進(jìn)行概述，并就國(guó)內(nèi)針對(duì)輪胎滑水及附著性能的研究發(fā)展提出建設(shè)性意見。

1 輪胎滑水性能的研究現(xiàn)狀

輪胎滑水性能影響汽車行駛安全，有關(guān)學(xué)者在早期就對(duì)這一性能給予了關(guān)注，但限于當(dāng)時(shí)相關(guān)理論體系不夠成熟，對(duì)該問題的探究停留在實(shí)地試驗(yàn)分析的層面上。后來，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的逐漸積累和相關(guān)理論體系的不斷完善，部分學(xué)者嘗試借用力學(xué)理論對(duì)輪胎滑水的現(xiàn)象建立模型并成功推導(dǎo)出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)的快速推進(jìn)和數(shù)值計(jì)算的廣泛應(yīng)用，更多的研究人員開始使用有限元軟件對(duì)輪胎滑水的具體過程進(jìn)行仿真模擬分析。

1.1 試驗(yàn)研究

試驗(yàn)法是獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)最有效的途徑，故在早期對(duì)輪胎性能的研究中，多數(shù)采用對(duì)汽車輪胎進(jìn)行實(shí)地操作試驗(yàn)。最初，相關(guān)學(xué)者注意到飛機(jī)在有水路面上起飛或降落時(shí)輪胎會(huì)發(fā)生滑水現(xiàn)象，為此，1958年美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)（NACA）[2]通過專用試驗(yàn)儀器測(cè)試航空輪胎在有水路面上的制動(dòng)情況和一定轉(zhuǎn)向下的摩擦因數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在濕滑路面上行駛時(shí)，航空輪胎表現(xiàn)出的制動(dòng)工況和轉(zhuǎn)彎工況均隨著試驗(yàn)速度的增加而變差。

關(guān)于汽車輪胎，美國(guó)宇航局（NASA）的W.B.Horne等[3-4]在1968年分析了滑水現(xiàn)象的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終獲得了與航空輪胎滑水時(shí)相似的結(jié)論，并提出了著名的NASA滑水方程：

式中，v為速度，p為輪胎充氣壓力。由此可以認(rèn)為，汽車輪胎出現(xiàn)滑水現(xiàn)象時(shí)的危險(xiǎn)速度與輪胎充氣壓力的平方根成正比例關(guān)系。

通過簡(jiǎn)單試驗(yàn)對(duì)輪胎滑水現(xiàn)象有了基本了解后，試驗(yàn)人員嘗試探究輪胎滑水性能的主要影響因素，并開展了大量工作。

A.W.Gilbert等[5]對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，胎面花紋深度、行駛路面粗糙度和輪胎充氣壓力均與輪胎的滑水性能成正比例關(guān)系，而輪胎承載質(zhì)量對(duì)輪胎滑水性能影響不大。

A.L.Browne[6]用解析和試驗(yàn)的方法論證了“輪胎充氣后在動(dòng)態(tài)滑水過程中，胎體一定會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象”，為今后探究濕滑路面上輪胎胎體結(jié)構(gòu)和花紋類型對(duì)輪胎摩擦性能的影響提供了理論依據(jù)。

俞淇等[7]通過壓力板法對(duì)185R15和165/79SR13兩種規(guī)格子午線輪胎在不同承載質(zhì)量、充氣壓力和花紋結(jié)構(gòu)等條件下分別測(cè)量接地壓力分布并進(jìn)行云圖繪制。結(jié)果表明，不同工況下輪胎接地壓力分布存在顯著區(qū)別。

B.Wies等[8]通過試驗(yàn)探究了花紋結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎滑水性能的影響，并進(jìn)一步比較了輪胎花紋飽和度、花紋溝排列方向以及花紋類型等對(duì)滑水性能的影響。結(jié)果表明：適當(dāng)增大花紋溝體積可以改善輪胎滑水性能；增大接地區(qū)中央花紋溝體積可以提高輪胎的滑水速度臨界值。

周海超等[9]通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，以輪胎接地區(qū)的單個(gè)花紋溝為試驗(yàn)對(duì)象探究輪胎滑水性能，成功提出一種似水滴形凹坑仿生結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，與普通輪胎結(jié)構(gòu)相比，具有水滴形凹坑仿生結(jié)構(gòu)的輪胎能夠有效減小水流阻力，增大輪胎花紋溝的排水量，減小輪胎在有水路面上行駛時(shí)受到的動(dòng)水壓力，從而改善輪胎的滑水性能。

趙鴻鐸等[10]使用遙感式路面狀況傳感器和擺式摩擦儀等儀器，針對(duì)3種不同材料的路面上覆蓋不同厚度水膜的工況，測(cè)量摩擦因數(shù)，進(jìn)而探究不同濕滑狀況下輪胎的滑水性能，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立摩擦因數(shù)隨水膜厚度變化的模型。結(jié)果表明，輪胎與路面的相互接觸過程大致可劃分為3個(gè)不同的潤(rùn)滑階段，水膜厚度對(duì)摩擦因數(shù)產(chǎn)生的影響取決于道路表面的微觀構(gòu)造。

雖然試驗(yàn)研究的方法運(yùn)用范圍十分廣泛，幾乎涉及到輪胎和濕滑道路檢測(cè)的各個(gè)方面，但是輪胎滑水實(shí)地試驗(yàn)的條件頗為苛刻，不僅要求測(cè)試裝備和測(cè)試儀器具備較高的精度，而且對(duì)測(cè)試場(chǎng)地也有一定的限制，特別是水膜厚度不易測(cè)量，輪胎在發(fā)生滑水的瞬間難以判斷。目前關(guān)于輪胎滑水性能試驗(yàn)現(xiàn)象的文獻(xiàn)和參考資料仍相對(duì)匱乏。

1.2 模型建立和求解

1.2.1 國(guó)外

通過滑水試驗(yàn)可以直接觀測(cè)到輪胎滑水現(xiàn)象，但是存在著難以避免的限制條件。一方面，需要有良好的試驗(yàn)條件和昂貴的試驗(yàn)設(shè)備，且對(duì)于不同規(guī)格的輪胎具有不可重復(fù)性；另一方面，進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)往往受到周圍因素的干擾，難以真正了解輪胎發(fā)生滑水的機(jī)理和影響因素?；诖?，研究人員紛紛提出了輪胎滑水模型并進(jìn)行求解。

D.F.Moore[11]第一次提出依據(jù)水膜的厚度可以將輪胎滑水過程劃分為動(dòng)力滑水和粘性滑水兩個(gè)階段，并進(jìn)一步對(duì)輪胎的粘性滑水階段進(jìn)行解析。

S.K.Agrawall等[12]將輪胎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為二維模型并嘗試數(shù)值計(jì)算，最終求解出輪胎在濕滑路面上接觸區(qū)域發(fā)生的變形值。

H.Grogger等[13]用三維自由表面模型描述輪胎，利用N-S公式計(jì)算出輪胎在滑水過程中發(fā)生的穩(wěn)定變形值和在不同車速下輪胎的壓力分布，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)非常吻合。

上述模型均側(cè)重考慮流體場(chǎng)。B.N.J.Persson[14]在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)粘彈性力學(xué)理論解釋了陰雨天輪胎摩擦因數(shù)大幅減小的原因，結(jié)合自相關(guān)函數(shù)和平衡能量原理，總結(jié)出輪胎在發(fā)生粘彈性變形時(shí)求解摩擦因數(shù)的方法。

J.R.Cho等[15-16]建立了基于流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論的輪胎滑水?dāng)?shù)學(xué)模型和3D實(shí)體模型，通過拉格朗日-歐拉耦合法計(jì)算分析了輪胎的滑水特性，系統(tǒng)研究了一定條件下不同結(jié)構(gòu)花紋的排水能力、流體動(dòng)壓力的變化以及輪胎接地壓力分布情況，得出濕滑路面上帶有復(fù)雜花紋圖案輪胎的牽引性能優(yōu)于三槽輪胎。

M.T.Do等[17]在前者研究的基礎(chǔ)上，得出水膜厚度與輪胎摩擦因數(shù)之間具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，提出了指數(shù)模型，即輪胎的摩擦因數(shù)隨水膜厚度的遞增而減小，并以指數(shù)趨勢(shì)大幅減小。該模型具有強(qiáng)大的兼容性，可以模擬出指數(shù)模型以外的曲線。

1.2.2 國(guó)內(nèi)

彭旭東等[18]在能量守恒定律和冰摩擦融化理論的基礎(chǔ)上，將輪胎假定為剛體，構(gòu)建了在冰全部融化時(shí)摩擦表面的混合摩擦模型。研究結(jié)果表明，該混合模型可以更好地計(jì)算出輪胎在冰面上行駛時(shí)的摩擦因數(shù)。路面越粗糙，相應(yīng)的摩擦因數(shù)越大；車速提高，對(duì)輪胎滑水性能造成的影響隨之增大。

季天劍等[19]基于能量守恒定律，通過輪胎受到的動(dòng)水壓力進(jìn)行有限元求解，計(jì)算結(jié)果證明水膜厚度和汽車速度均對(duì)輪胎的附著系數(shù)有影響：車速較低時(shí)，附著系數(shù)主要隨水膜厚度的變化而變化；車速較高時(shí)，附著系數(shù)主要隨輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化而變化。

為了使簡(jiǎn)化的輪胎滑水模型更好地反映實(shí)際情況，朱永剛等[20]在流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了路面粗糙度對(duì)輪胎滑水性能的影響。將滑水過程轉(zhuǎn)換為輪胎胎面單元與粗糙路面間的動(dòng)擠壓膜的過程，建立了關(guān)于輪胎胎面單元粘性滑水問題的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值求解。計(jì)算結(jié)果表明，將路面粗糙度列為主要因素之一時(shí)，濕滑路面上輪胎的牽引性能與路面粗糙度成正比例關(guān)系。

張彥輝等[21]在文獻(xiàn)[20]所得結(jié)論的基礎(chǔ)上，考慮輪胎花紋結(jié)構(gòu)的影響，依據(jù)平均流量模型，求解出不同花紋結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎附著性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明，在所選取的輪胎花紋結(jié)構(gòu)中，帶有交叉花紋結(jié)構(gòu)的輪胎表現(xiàn)出的附著性能最好。這為輪胎設(shè)計(jì)者針對(duì)輪胎抗?jié)窕阅芨倪M(jìn)胎面花紋結(jié)構(gòu)提供了一定的理論參考依據(jù)。

徐新泉等[22]依據(jù)流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論，綜合分析了水膜中固體顆粒濃度對(duì)水粘度的影響，在此基礎(chǔ)上建立了關(guān)于輪胎-路面粘性滑水現(xiàn)象的平均流量模型，并進(jìn)行求解。計(jì)算結(jié)果表明，輪胎在濕滑路面上的附著性能隨水膜中固體顆粒濃度的降低而提高。該結(jié)論將有助于推動(dòng)輪胎粘性滑水理論的進(jìn)一步完善。

周海超[23]基于計(jì)算流體力學(xué)理論選取胎面花紋溝槽內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行探究，利用渦聲理論和FW-H（Fowcs Williams Hawkings）方程判斷聲源位置和預(yù)測(cè)花紋溝遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲；利用建立的氣-液二相流數(shù)值模型對(duì)輪胎滑水過程求解，借用VOF（ Volume of Fluid）手段捕捉到水流自由液面流動(dòng)特性，根據(jù)輪胎受到的動(dòng)水壓力推斷輪胎滑水速度。

1.2.3 小結(jié)

分析輪胎滑水現(xiàn)象不僅需要解決輪胎自身發(fā)生的變形量和橡膠材料的非線性屬性問題，而且還要了解輪胎變形后與周圍流體間的相互作用情況，因此關(guān)于輪胎滑水的模型建立和求解方法有多種。從國(guó)內(nèi)外研究成果來看，對(duì)于探究濕滑路面上汽車輪胎滑水性能所采用的理論依據(jù)主要是粘彈性力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論、彈性力學(xué)和接觸力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本知識(shí)。這些理論的分析結(jié)果對(duì)深入了解輪胎滑水現(xiàn)象具有一定的參考價(jià)值。

1.3 有限元仿真模擬

輪胎滑水試驗(yàn)不僅對(duì)硬件要求較高、成本較大，而且需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源；眾多學(xué)者們提出建立輪胎滑水現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型和物理模型，由于簡(jiǎn)化假設(shè)過多，因此不能完整地表征輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部環(huán)境因素對(duì)其滑水性能的影響。隨著有限元軟件的逐步成熟和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，利用有限元的仿真模擬試驗(yàn)在輪胎的開發(fā)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著更加重要的作用。

1.3.1 國(guó)外

K.S.Lee[24]運(yùn)用有限元技術(shù)研究了較寬溝槽花紋對(duì)輪胎粘性滑水的影響。結(jié)果表明，以較低車速行駛于薄層水膜上時(shí)，開槽可高效抑制輪胎粘性滑水現(xiàn)象的發(fā)生，并建議在有限元分析中，針對(duì)薄水層路面，最好使用輪胎單元形式。

E.Seta[25]建立了一種新的滑水?dāng)?shù)值分析法，并使用MSC.Dytran有限元軟件進(jìn)行模擬分析，認(rèn)為輪胎與水流的相互作用、輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)速度和輪胎花紋形式對(duì)滑水現(xiàn)象的發(fā)生具有重要作用。該方法側(cè)重分析了在相應(yīng)水膜厚度下發(fā)生的輪胎動(dòng)力滑水，沒有考慮液體粘度對(duì)其造成的影響。

T.Okano等[26]通過MSC.Dytran軟件分別對(duì)輪胎的大變形和輪胎周圍液體的流動(dòng)情況進(jìn)行研究，最終求解出4種帶有不同簡(jiǎn)單花紋結(jié)構(gòu)的輪胎所對(duì)應(yīng)的臨界滑水速度。

G.P.Ong等[27]依據(jù)固體力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)等理論，建立了較為完善的輪胎三維有限元模型，并研究了輪胎在有水路面上行駛時(shí)輪胎-水膜-路面間的相互作用，從而進(jìn)一步分析輪胎的滑水性能。研究結(jié)果表明，輪胎-路面間接觸面積、法向接觸力、牽引力以及液體上推力均隨輪胎的變化而變化。不足之處是該模型假定路面為光滑路面。

G.P.Ong等[28]通過Adina有限元軟件對(duì)輪胎在有水膜覆蓋的路面上發(fā)生的滑動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行仿真，分析輪胎-水膜-路面間的耦合關(guān)系，確定輪胎的滑水速度，并通過NASA方程進(jìn)行校驗(yàn)。研究結(jié)果表明，汽車行駛速度、水膜厚度、輪胎負(fù)荷以及輪胎充氣壓力對(duì)滑水速度有不同程度的影響。

1.3.2 國(guó)內(nèi)

國(guó)內(nèi)輪胎在開發(fā)過程中，使用有限元仿真分析方法起步較晚，但近幾年隨著有限元商業(yè)軟件的不斷完善，在輪胎設(shè)計(jì)中有限元方法發(fā)揮的作用越來越重要，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文也逐漸增多，研究的深度和廣度也都有明顯的增加。

徐立等[29]采用Abaqus軟件提供的現(xiàn)有材料庫(kù)建立了205/55R16輪胎的有限元模型，分別模擬和分析了輪胎在裝配/充氣、靜載荷和穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)等不同工況下的變形特性，并將部分模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，認(rèn)為可以達(dá)到工程要求。通過有限元軟件進(jìn)行模擬直接得到輪胎的力學(xué)性能，后處理更方便、快捷。

臧孟炎等[30]利用Ls-dyna有限元軟件對(duì)輪胎的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，成功模擬了楔形水膜漸漸被壓進(jìn)輪胎花紋溝槽并順著花紋溝槽流出時(shí)的狀態(tài)，繪制出干、濕路面上輪胎與地面作用力和車速的關(guān)系圖，進(jìn)一步論證了路面水膜厚度對(duì)汽車臨界滑水速度的影響，即臨界滑水速度隨水膜厚度的增大而減小。王長(zhǎng)健等[31]繼續(xù)將模擬獲得的輪胎臨界滑水速度與經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)兩者具有良好的一致性。

朱林培[32]在文獻(xiàn)[30]所構(gòu)建輪胎三維有限元模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合建立的水流模型和路面模型，利用有限元軟件還原了輪胎發(fā)生滑水的整個(gè)過程，從而進(jìn)一步探討滑水現(xiàn)象產(chǎn)生的真正原因。研究結(jié)果表明，具有復(fù)雜花紋的輪胎在濕滑路面上行駛時(shí)比僅有縱向花紋的輪胎更有優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出的抗滑水性能更好。

董斌[33]使用Fluent軟件模擬了輪胎在不同水膜厚度和不同行駛速度下所受液體動(dòng)壓力的變化趨勢(shì)，依據(jù)線性回歸特性總結(jié)出液體動(dòng)壓力與汽車行駛速度、水膜厚度和輪胎花紋結(jié)構(gòu)的關(guān)系表達(dá)式。但在建模過程中沒有考慮到輪胎發(fā)生的變形。

王長(zhǎng)健[34]利用Abaqus有限元軟件建立輪胎有限元模型分析具有復(fù)雜花紋結(jié)構(gòu)的半鋼子午線輪胎的滑水性能。該模型中，通過拉格朗日法模擬輪胎的變形和運(yùn)動(dòng)，用歐拉法模擬水流運(yùn)動(dòng)，分別探討了不同胎面結(jié)構(gòu)、輪胎材料以及水膜厚度對(duì)輪胎滑水性能的影響。

吳琦等[35]利用Fluent軟件對(duì)輪胎滑水的全過程進(jìn)行仿真，求解出輪胎在不同胎面花紋結(jié)構(gòu)、行車速度以及水膜厚度等條件下受到的動(dòng)水壓強(qiáng)。通過現(xiàn)有水膜厚度方程，分析推導(dǎo)出汽車臨界滑水速度與水膜厚度間的關(guān)系。

楊軍等[36]利用分形理論IFS插值方法，結(jié)合有限元軟件Abaqus和Fluent軟件，建立了輪胎在有水路面上高速行駛的模型，以輪胎的附著系數(shù)為抗滑指標(biāo)研究其抗滑性能的優(yōu)劣。研究結(jié)果顯示，輪胎與路面間的附著系數(shù)隨行駛速度和水膜厚度的增加而減小。

1.3.3 小結(jié)

隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和商業(yè)有限元軟件（例如MSC.Dytran，MSC.Dytran，Adina，Ls-dyna，F(xiàn)luent和Abaqus等）的廣泛應(yīng)用，數(shù)值計(jì)算方法已經(jīng)成為輪胎研究的重要手段。利用有限元方法，設(shè)計(jì)者可對(duì)復(fù)雜情況加以控制，例如只改變輪胎胎面花紋結(jié)構(gòu)、其他因素保持不變研究輪胎的滑水性能，該過程具有可重復(fù)性，從而極大地提高了工作效率。進(jìn)入21世紀(jì)以來，輪胎工作者的重心逐漸轉(zhuǎn)向通過有限元方法分析輪胎出現(xiàn)的各種問題。

2 總結(jié)與展望

綜合國(guó)內(nèi)外濕滑路面上汽車輪胎滑水性能研究現(xiàn)狀，可以看出：

（1）最早進(jìn)行滑水研究主要集中于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地試驗(yàn)，經(jīng)過比對(duì)大量不同種類車輛、輪胎和路面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出很多經(jīng)驗(yàn)公式。但由于滑水實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試裝備和測(cè)試場(chǎng)地要求較高，成本較大且具有不可重復(fù)性，故后期研究人員通過模型建立和有限元仿真模擬所做的研究更多。

（2）國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究人員對(duì)輪胎發(fā)生的滑水現(xiàn)象抽象出多種數(shù)學(xué)和物理模型并嘗試求解。但構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型和物理模型只是基于單一理論來分析，存在局限性，無(wú)法解決輪胎材料變形和水膜厚度間相互影響的問題。

（3）使用有限元分析方法研究輪胎的滑水問題，最大的挑戰(zhàn)在于如何正確處理輪胎胎面和周圍水膜間的相互作用關(guān)系。這兩種屬性不同的材料是用不同的理論來定義的，通常輪胎用拉格朗日公式的單元法定義，而水膜用歐拉公式的體積法定義，需要專門的軟件才能解決。

前人對(duì)輪胎滑水現(xiàn)象的分析已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，但目前仍然存在以下幾點(diǎn)問題欠考慮：

（1）現(xiàn)有的研究往往只關(guān)注某一因素下輪胎的滑水性能，較少關(guān)注在車、路、環(huán)境（濕度、溫度）因素的綜合作用下輪胎滑水性能的變化規(guī)律；

（2）涉及到實(shí)地試驗(yàn)分析方法的研究成果較少，試驗(yàn)對(duì)象也僅考慮了水膜和輪胎，未考慮兩者之間如路面等介質(zhì)影響因素；

（3）關(guān)于探究復(fù)雜胎面花紋結(jié)構(gòu)對(duì)輪胎滑水性能影響的資料較少，前人所做的工作大多局限于分析水膜厚度、輪胎充氣壓力、輪胎載荷和輪胎簡(jiǎn)單花紋結(jié)構(gòu)（光面輪胎或只有縱向溝槽的輪胎）等對(duì)滑水性能的影響；

（4）在現(xiàn)有建立的輪胎滑水模型中，多數(shù)使用復(fù)合殼結(jié)構(gòu)近似代替輪胎結(jié)構(gòu)，這種方法不能真實(shí)地反映輪胎各簾布層在發(fā)生滑水現(xiàn)象時(shí)的受力情況。

對(duì)輪胎滑水性能的研究應(yīng)該注意多種學(xué)科、多種理論相互交叉以及各種影響因素之間互為因果關(guān)系的聯(lián)系。注重復(fù)雜花紋結(jié)構(gòu)和路面粗糙度等因素對(duì)滑水性能造成的影響，以真實(shí)地反映輪胎-路面的實(shí)際作用狀況。

分析濕滑路面上輪胎的滑水性能和附著性能，不僅關(guān)乎輪胎生產(chǎn)廠高性能產(chǎn)品的開發(fā)，而且對(duì)汽車安全性具有非常重要的意義。建議國(guó)內(nèi)相關(guān)的高校、研究機(jī)構(gòu)以及生產(chǎn)企業(yè)對(duì)這一研究方向給予充分的重視，加大對(duì)這方面人力、物力的投入，力爭(zhēng)取得驕人的成果。