Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
476
1 - габариты накаченной шины;
2 - максимальные и минимальные значения напряжения в циклах нагружения корда каркаса и брекера и резины протектора;
3 - радиальный прогиб шин под нагрузкой;
4 - длину контакта с дорогой;
5 - боковую и угловую жесткости;
6 - усилия в бортовых кольцах от внутреннего давления и догрузку колец при обжатии;
7 - характеристики бокового увода;
8 - интенсивность работы трения в протекторе при качении с уводом.
В САПР - шина данная программа может быть использована в процедурах "Оптимизация напряженно-дсформированного состояния и внутреннего давления в шине", "Оценка влияния конструктивных характеристик на работу сил трения в контакте", "Оценка влияния конструктивных характеристик на боковую, угловую и крутильную жесткости", "Оценка влияния конструкции шины на характеристики бокового увода".
В рамках иерархической системы моделей шины, состоящей из 3-х этапов: определения динамической нагруженности, определения изменения геометрии и определения напряжений и деформаций элементов шины, данная программа применяется на втором этапе расчетов. Этот этап предусматривает вычисление перемещений и изменений кривизны поверхности шины, усилий в нитях корда, а также жесткостных характеристик и параметров контакта с опорной поверхностью.
САПР -шина успешно используется в НИИШПе для проектирования семейства шин [489], то есть нескольких подобных шин, образующих размерный ряд (10.00Р20, 11.00Р20, 12.00Р20). Структура САПР - шина представлена на рис. 61.
Внутри семейства должно обеспечиваться постоянство или подобие следующих параметров: рисунка протектора, типа
477
Рис. 61. Система автоматизированного проектирования шин (САПР - шина).
478
Рис. 62. Схема проектирования семейства шин.
Н - высота профиля шины; В - ширина профиля шины; Q - нормальная нагрузка на шину; Р - внутреннее давление в шине; nk, пбр, пбк - статические коэффициенты запаса прочности соответственно каркаса, брекера, боковых колец; S)ioji)i - полный ресурс шины; R,, БЦ - радиусы кривизны беговой дорожки соответственно по прессформе и по углу; г,, г - радиусы кривизны внутреннего профиля шины соответственно по короне и по углу.
479
шины, формы профиля, соотношений геометрически подобных профилей, конструкций каркаса и брекера, назначения по условиям эксплуатации.
Проектирование семейства шин состоит из шести этапов и начинается с разработки технического задания (рис. 62).
Дальнейший ход проектирования ясен из схемы. На 3-ем этапе в результате проектного расчёта выбранных прототипов семейства шин (третье или четвёртое приближение) уточняются параметры профиля за счёт чего улучшаются эксплуатационные характеристики шин: уменьшаются коэффициенты сопротивления качению, диапазон изменения температур (113-120 °С вместо 110-158 °С при скорости 70 км/ч и 166-177 °С вместо 161-195 °С при скорости 100-110 км/ч), суммарная удельная работа трения в зоне контакта. За счёт этого у спроектированных шин по сравнению с прототипами уменьшается интенсивность износа протектора шин и увеличивается ресурс шин по износу. Показатели прочности семейства спроектированных шин будут выше, чем у прототипов. В таблице 7.1 приведены показатели износостойкости спроектированного по предложенному методу семейства грузовых шин 10.00Р20 - 12.00Р20. В таблице 7.1 в скобках приведены аналогичные показатели для прототипов.
Если ещё раз обратиться к схеме оценки работоспособности шины, то можно увидеть, что расчётные методы можно проводить либо базируясь на представлении шины многослойной анизотропной оболочкой вращения сложной геометрии, либо разбивая шину на отдельные небольшие элементы, используя метод конечных элементов (МКЭ). Пожалуй, с появлением мощных расчётных средств, метод МКЭ можно признать более перспективным, однако возможности первого направления далеко не исчерпаны и примером этого может служить работа, проведённая конструкторским отделом ОАО "Нижнекамскшина" совместно с учёными НИИ КГШ [490] по установлению механических особенностей шин с регулируемым внутренним давлением.
480
Таблица 7.1
Показатели износостойкости спроектированного семейства грузовых шин 10.00Р20 - 12.00Р20
Показатель 10.00Р20 11.00Р20 12.00Р20
Радиальная нагрузка, Н 26730 (26490-26730) 26490 (28450) 28450 (31820)
Интенсивность работы трения при действии боковой нагрузки, Дж/м 248 (246-288) 258 (278-281) 291 (278-288)
Удельная работа трения при действии боковой нагрузки на единицу пути, кДж/м3 0,52 (0,6-0,51) 0,5 (0,52-0,53) 0,51 (0,49-0,51)
Удельная работа трения при действии окружной силы на единицу пути, кДж/м3 1,79 (2,0-2,06) 1,77 (2,14-2,2) 1,8 (2,17-2,4)
Суммарная удельная работа трения при действии окружной и боковой сил на единицу пути, кДж/м3 2,32 (2,51-2,66) 2,27 (2,66-2,73) 2,31 (2,66-2,91)
Коэффициент сопротивления качению 0,0041 (0,00466) 0,0042 0,00435 (0,00449-0,0059) (0,0046-0,0053)
Интенсивность износа в эксплуатации (дороги гр. А), мм/тыс. км 0,08 (0,083-0,0096) 0,1 (0,12) 0,12 (0,14-0,16)
Высота изнашиваемой части рисунка протектора, мм 11,3 12,2 13,2
