ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы разработки новых конструкций шин из "Шины некоторые проблемы эксплуатации и производства" Вначале проектирования разработчик должен поставить и ответить на следующие вопросы [486] 1) какие характеристики должна иметь сконструированная шина 2) как будут изменяться эти характеристики, если изменить ее конструкцию, материалы, условия нагружения и т. д. 3) какие эксплуатационные свойства будет иметь машина с конкретными шинами 4) какие характеристики должна иметь шина, чтобы машина имела требуемые эксплуатационные свойства 5) какими должны быть конструкция и материалы шин, чтобы последняя обладала требуемыми эксплуатационными свойствами 6) как создать оптимальную конструкцию. [c.474] В наиболее подробном варианте схема разработки конструкции шины и оценки ее работоспособности приведена в [487], (рис. 60). [c.474] В данной схеме МКЭ обозначает метод конечных элементов НДС - напряженно-деформированное состояние РКК -резинокордный композит OI H - образец с косой нитью. [c.474] Одним из главных элементов этой схемы является расчет механических характеристик шин, который включает почти все виды математического аппарата системы линейных и нелинейных уравнений, векторный анализ, обыкновенные дифференциальные уравнения и уравнения с частными производными, краевые задачи, случайные процессы и математическая статистика, численные методы и т. п. Важным является то, что имея математическую модель можно проводить машинные эксперименты по оптимизации конструкции покрышки, по изучению влияния изменений исходных данных на характеристики шины и автомобиля. В результате расчетов можно получить следующие характеристики шины данной конструкции в зависимости от условий эксплуатации, механических и термических свойств конструкционных материалов прочность и долговечность, сопротивление качению, выходные характеристики, материалоемкость, шум и другие экологические характеристики, ремонтопригодность. [c.476] 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 . [c.477] 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. [c.477] Н - высота профиля шины В - ширина профиля шины р - нормальная нагрузка на шину Р - внутреннее давление в шине - статические коэффициенты запаса прочности соответственно каркаса, брекера, боковых колец - полный ресурс шины К,, - радиусы кривизны беговой дорожки соответственно по прессформе и по углу г,, - радиусы кривизны внутреннего профиля шины соответственно по короне и по углу. [c.479] Проектирование семейства шин состоит из шести этапов и начинается с разработки технического задания (рис. 62). [c.480] 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 при скорости 70 км/ч и 166-177 вместо 161-195 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. [c.480] 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. [c.480] С помощью соотношений (52, 53) проанализировано напряжённо - деформированное состояние радиальной комбинированной шины диаметром 1260 мм и шириной профиля 425 мм, эксплуатирующейся при внутреннем давлении от 80 до 550 КПа и нагрузке р, достигающей 30 КН. [c.482] И может служить обобщённой характеристикой деформационного состояния. Оптимизация формы поперечного сечения осутцествлялась методом последовательных приближений. В качестве первоначальной формы была принята классическая форма, определяемая по известным соотношениям [493], в дальнейших расчётах форма поперечного сечения корректировалась. Ниже в таблице 7.2 представлены результаты расчётов коэффициента сопротивления качению для классической и оптимальной форм профилей при нагрузке Q = 30 КН и внутреннем давлении в шине в диапазоне 80-550 КПа. [c.483] Как видно из этой таблицы, классическая форма профиля имеет заметные преимущества при работе на пониженном давлении при давлении выше 100 КПа предпочтение имеет оптимальный профиль, форма которого была близка к форме рекомендованного ЯСОТ [494], однако в бортовой зоне она имела заметные отличия. Очевидно, что единой оптимальной формы профиля во всем диапазоне нагрузок быть не может, поэтому поиск её следует производить для основного режима нагружения, наиболее характерного для работы транспортного средства. [c.484] Вернуться к основной статье