Деформация шинных материалов

ДЕФОРМАЦИЯ ШИННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.356]

Тепловое состояние шин влияет на срок их службы. Повышение температуры шины снижает усталостную прочность резины и корда, ухудшает связь между ними и может вызвать преждевременный выход шины из строя. Температура шины влияет также на износостойкость протектора. С увеличением скорости качения колеса возрастает число циклов деформации, испытываемых материалами шины, и, следовательно, возрастает выделение тепла в шине. Поэтому с увеличением скорости автомобиля повышается температура в шине. Летом в дальних поездках при полной нагрузке необ- [c.16]

Работа шины неподвижного колеса под действием внешней радиальной нагрузки заключается в упругих деформациях и трении в материалах шины. Деформация шины является функцией внешней нагрузки и внутреннего давления воздуха. Деформация увеличивается при повышении нагрузки или при снижении внутреннего давления при постоянной нагрузке. Статическая деформация выражается в уменьшении высоты профиля шины на величину к (прогиб шины), увеличении ширины В профиля и площади контакта ее с дорогой, а также в уменьшении ее радиуса Статический радиус меньше свободного радиуса шины на величину ее статического прогиба (рис. 231, а) [c.342]

В свою очередь потери на деформацию шины состоят из. потерь мощности на упругие деформации шины и на внутреннее трение. Затраты мощности на упругие деформации компенсируются при снятии нагрузки (обратимые потери), в то время как энергия, затраченная на внутреннее трение, превращается в тепло (необратимые потери). Следовательно, энергия, теряемая на внутреннее трение в шине, зависит от величины деформации шины под действием нагрузки на колесо (рис. 234). Как видно из рисунка, работа, затраченная на деформацию шины при ее нагрузке (вся площадь под верхней кривой ОВ), больше работы, возвращенной при разгрузке (площадь под нижней кривой), а площадь между кривыми соответствует затрате энергии на трение. Эти кривые образуют так называемую петлю гистерезиса, которая характеризует потерю механической энергии на внутреннее трение в шине. Чем выше потери энергии на внутреннее трение в материале шины, тем больше образуется в ней тепла. [c.345]

Процесс качения эластичного колеса связан с деформацией шины одновременно в трех взаимно перпендикулярных направлениях нормальном, окружном и поперечном-. При этом происходит искажение и вслед за ним восстановление формы шины. При смятии (искажение формы) шины часть работы тратится на трение как в материале шины, так и при контакте с опорной плоскостью. Эта часть работы переходит в тепло н рассеивается. Другая ее [c.364]

Как показывают исследования гистерезисных свойств шинных материалов, потери в них мало зависят от частоты деформации и меняются в зависимости от нее по пологой кривой без резких подъемов. [c.328]

Внутреннее трение в материале опорной поверхности при качении колеса с эластичной шиной по дорогам с твердыми покрытиями, деформация которых мала по сравнению с деформацией шины, играет малую роль с точки зрения затраты энергии при качении колеса. При движении по дорогам с мягкой поверхностью и по грунту значение внутреннего трения в опорной поверхности повышается. (Р О) / определяет в общем виде суммарную силу сопротивления движению машины по горизонтальной поверхности. На преодоление этой силы сопротивления движению расходуется мощность, развиваемая электродвигателем машины. [c.261]

Под действием внешних сил (нормальной нагрузки, тангенциальной, боковой ) и моментов эластичное колесо деформируется в радиальном, тангенциальном, боковом и угловом направлениях. Результатом этих деформаций являются изменение равновесной формы профиля шины и искривление ее радиальных сечений. На все виды деформации расходуется значительная энергия. Часть ее, затрачиваемая на трение в материале шины и в контакте с дорогой, переходит в тепло и рассеивается. Другая, большая часть, определяемая упругой деформацией шины, возвращается при снятии нагрузки. [c.67]

Основное функциональное назначение этого узла определяется способностью воспринимать все нагрузки, действующие со стороны дорожного полотна на передние колеса автомобиля без появления зон текучести в материале балок. Нарушение этого требования приводит к образованию остаточных деформаций в балке, что вызывает изменение углов схождения и развала колес и, следовательно, повышенный износ шин, плохую управляемость и т. д. [c.181]

Модуль упругости лежит в пределах I —10 МПа, т. е. он в тысячи и десятки тысяч раз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой) коэффициент Пуассона 0,4—0,5, тогда как для металла эта величина составляет 0,25—0,30. Другой особенностью резины как технического материала является релаксационный характер деформации. При нормальной температуре время релаксации может составлять 10 с и более. При работе резины в условиях многократных механических напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутреннее трение (в самом каучуке и между молекулами каучука и частицами добавок) это трение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. При эксплуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкой теплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ее работоспособность. [c.482]

Высокие механические потери в полимерах и материалах на их основе могут быть как достоинством, так и недостатком. Например, большие механические потери при деформации автомо-.бильных шин обусловливают лучшее их сцепление с поверхностью дороги, но в то же время вызывают разогрев шин, способствующий ускорению процессов деструкции резин. Потери уменьшают [c.91]

В конструкционных материалах волокна исполняют роль силового каркаса, обеспечивающего высокие прочностные свойства и возможность деформаций в требуемом направлении (арматура транспортерных лент, ремней, шин, надувных оболочек, стеклопластиков и т. п.). Диаметр волокон и прядей меняется в широких пределах от долей микрометра до миллиметров (табл. 5-1). [c.131]

Работа шины неподвижного колеса. Она заключается в упругих деформациях и трении в материалах шины под действием внешней статической нагрузки й внутреннего давления воздуха. От величины радиальной деформации зависит режим работы шины. Статическая деформация выражается в уменьшении высоты профиля шины Я на величину Лет (прогиб шины) (рис. 11.3, а), увеличении ширины профиля В и площади контакта ее с дорогой, а также в уменьшении ее радиуса. Статический радиус / ст меньше свободного радиуса шины Я о на величину ее статического прогиба Лет- . [c.317]

Шины повышенной экономичности предназначены для автомобилей, которые в основном работают на дорогах с твердым покрытием. Используя их, можно получить до 20—25% экономии материалов для шин. Толщина протектора широкопрофильных шин повышенной экономичности меньше, чем у соответствующих универсальных шин, а давление воздуха в них выше и деформация меньше. [c.236]

Перегрузка автомобиля. Повышенная массовая нагрузка на шину сверх допустимой нормы (по правилам эксплуатации, ГОСТам или техническим условиям) увеличивает напряжение в ее материале. При повышенной нагрузке возрастают касательные напряжения в местах контакта шины с дорогой и удельное давление ее на дорогу, от чего протектор быстрее изнашивается. Перенапряжение в материале и увеличенные деформации сопровождаются общим повышением трения и теплообразования в шине. Особенно сильно возрастает теплообразование в плечевой зоне беговой поверхности шины. Каркас покрышки перегружается, и прежде всего начинают разрушаться боковые его стенки появляются характерные разрывы на боковинах, имеющие форму прямой или слегка извилистой линии. [c.107]

При качении колеса фактический радиус шины непрерывно меняется, особенно при движении на плохих дорогах, но в среднем он несколько больше статического за счет центробежных сил (при больших скоростях) и повышенной жесткости материалов шины при динамических деформациях. При быстром качении шины ее материал не успевает деформироваться полностью. Таким образом, при больших ско- [c.344]

Деформация резинокордного слоя. Прн разработке конструкции пневматической шины и выборе материалов отдельных ее элементов необходимо знать, какие деформации и напряжения возникают в шине при работе в различных условиях. [c.356]

Определение сил, действующих прн качении колеса, осложняется тем, что шина, монтируемая на колесе, и покрытие, по которому колеса катятся, испытывают разнообразные деформации, точный анализ которых затруднителен. Эти деформации зависят от свойств материалов, из которых выполнены шины и дороги, от состояния дороги, от сил и моментов, приложенных к колесу, от конструкции шины и обусловливают затрату энергии на поверхностное трение элементов шины по дороге и на внутреннее трение в материале шины и опорной поверхности. [c.261]

Холодная сварка — один из видов сварки давлением. Она осуществляется без нагрева металла внепшими источниками тепла, но с образованием пластической деформации в месте сварки. Этой сварке подвергаются в основном пластичные материалы (алюминий, медь, свинец и др.). Холодная сварка применяется для соединения проводов и шин из алюминия и меди специальными клещами. [c.199]

Наиболее интенсивно теплообразование происходит в зонах шины, имеющих наибольшую толщину стенок и подвергающихся большим деформациям (в зонах короны по краю беговой дорожки). Накопленное в шине тепло отводится частично излучением, а также за счет теплопроводности материалов, но главным образом путем конвекции. Менее напряженный тепловой режим бывает у бескамерных шин. так как воздух в них непосредственно соприкасается с металлическим ободом колеса, что улучшает отвод тепла, в то время как у камерных шин, кроме того, что камера препятствует отводу тепла через обод, она еще является и источником выделения тепла за счет трения, возникающего между ее стенками и покрышкой при деформациях шины. Еще меньше нагреваются бескамерные шины типа Р, обладающие тонкостенным каркасом и жестким малодеформирую- [c.345]

На рис. 11.22, б - 11.22, г показано распределение тангенциальных напряжений Стц, а 12 и усилий в нитях корда вдоль образующей для внутренних и внешних слоев каркаса и брекера. Можно видеть, что шина в беговой части и далее, вплоть до значения меридиональной координаты t — 36 см, находится в безмоментном напряженном состоянии, т.е. все слои каркаса, являющегося основным силовым элементом шины, равнонапряженны в указанной области. Аналогичный результат уже обсуждался в п. 11.2 при расчете грузовых диагональных шин (см. рис. 11.3). В бортовой же зоне более нагруженным является внутренний слой каркаса. Внешний слой каркаса нагружен слабо и в небольшой по протяженности области, непосредственно прилегающей к заделке, испытывает сжатие (см. рис. 11.22, г), что нежелательно для резинокородных ком-П03ИЩ10ННЫХ материалов. В целом закон распределения усилий в нитях корда, напряжений и деформаций по слоям каркаса [c.269]

В технике широко используются эластол4еры—природные и синтетические каучукоподобные вещества, обладающие большой (высокоэластичной) деформацией, которая в некоторых случаях может достигать 1000%. Эластомеры (натуральные и синтетические каучуки, полиуретаны, материалы биологического происхождения и т. п.) после соответствующей технологической обработки могут превращаться в конструкционные материалы с уникальными свойствами. Из них изготовляют мембраны и оболочки, силовые и уплотнительные элементы, резинометаллические шартры, тонкослойные резинометаллические элементы, муфты, шины, амортизаторы и виброгасители, надзпвные сооружения и антенны, клеи и пленки, изоляционные и токопроводящие материалы, трансплантационные материалы и многое другое. Мы ограничимся изложением основных сведений об эластомерах, необходимых в последующих главах. Более подробно см. [80]. [c.67]

Особую группу явлений представляет С.п.м. под д е й с т в и е м м е X а п и ч. напряжений. Последние, особенно и, случае достаточно быстрой знакопеременной деформации (напр., растяжение — сжатие), когда не успевают протекать процессы релаксации напряжения, ослабляют или совсем разрушают химич. связи в полимерной молекуле. Это явление есть разновидность С. п. м. Обычно оно приводит также к ускорению окисления (механич. активация) и, следовательно, к интенсификации С. п. м. Механич. активация наблюдается и при износе полимерных материалов, напр, автомобильных шин, транспортерных лент и т. д., истирание к-рых представляет собой комбинацию механич., химич. и механо-химич. явлений. Относит, роль тех и других зависит от теми-ры и условий эксплуатации изделия (шины легковых автомашин меньше деформируются и больше разогреваются, чем шины грузовых машин, поэтому в первом случае преобладает окисление, во втором — механический процесс). [c.248]

Шины с регулируемым давлением по сравнению с шинами с постоянным давлением имеют число слоев корда каркаса в 1,5—2 раза меньше, а сам корд изготовляют из материалов высокой прочности. Протектор отличается повышенной эластичностью и имеет специальный рисунок с крупными широкорасставленными грунтозацепами, допускающий большие деформации. Ширина профиля шины увеличена на 25—40%, а вентиль не имеет золотника. Такие шины могут работать с перемен- [c.218]

Такая картина — чисто качественная, до тех пор, пока не конкретизированы характер (геометрия, твердость) поверхности трения, деформационные и усталостные свойства трущихся поверхностей и сложнонапряженное и сложнодеформированное состояния в контакте. Строгие решения контактных задач ограничиваются линейной теорией упругости [13, 14, 776—778] для тел простой геометрии, исключая временные эффекты и изменение свойств материалов при деформировании. В линейных приближениях на моделях развивается [436, 437, 445, 678, 689, 690, 737—741, 779] анализ равновесных напряжений и деформаций в шине и в ее контакте с дорогой. В режиме заданных контактных давлений и скоростей интенсивность износа качественно пропорциональна силе Р и коэффициенту (Л трения (см. раздел 6.2.2). Наблюдается [748] резкий скачок истира- [c.298]

Сопротивление качению представляет собой сумму снл, затрачиваемых на преодоление внутреннего трення в материале шин при их деформации, на деформацию дороги, на трение поверхности шин о дорогу, на трение в подшипниках колес и между деталями подвески при ее деформировать. Обычно прп расчетах все эти сопротивления учитывают коэффициентолг сопротивления, который зависит от вида дорожного покрытия и типа используемых шин. /к практически не изменяется при увеличении скорости движения до 60—70 км/ч. Он определяется экспериментально для расчета могут быть использованы его средние значения в зависимости от вида дорожного покрытия. [c.118]

Способность резины к упругой деформации и к гашению колебаний, высокие звукоизоляционные свойства делают ее отличным материалом для пневматических шин, шлангов, резиновых прокладок, воспринимающих низко- или высококачастотные колебания. Двигатель, коробку передач, радиатор и кузов устанавливают на резиновых прокладках. [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...