Основні фактори, що впливають на ресурс пневматичних шин. Залежність зміни ресурсу шин від їх конструктивних параметрів та експлуатаційних умов. Рекомендації щодо вибору ефективних конструктивних та експлуатаційних параметрів шин понаднизького тиску.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукСтворення оптимальної конструкції пневматичних шин неможливе без проведення на стадії проектування розрахункового та експериментального аналізу їхнього напружено-деформованого стану і конструктивних елементів при дії експлуатаційних навантажень. Моделювання напружено-деформованого стану пневматичних шин дає можливість на стадії проектування задавати необхідні технічні та експлуатаційні характеристики: вантажопідйомність, швидкість, ресурс та ін. Отже, моделювання напружено-деформованого стану пневматичних шин з урахуванням умов її реальної експлуатації заслуговує на особливу увагу, є актуальною проблемою, має велике наукове, практичне і господарське значення, вирішення якої сприяє економії цінної сировини і коштів, а також підвищення ефективності використання машинного парку шляхом прогнозування вихідних характеристик пневматичних шин. Здобув подальший розвиток метод рішення динамічних контактних задач з урахуванням односторонніх звязків на основі моделі Кірхгофа-Лява та моделі зсуву Тимошенко, що дозволяє формувати на стадії проектування ефективні параметри пневматичних шин: вантажопідйомність, максимальну швидкість, тиск у зоні контакту шини з ґрунтом, ресурс та інші. Здобула подальший розвиток методика розрахунку ресурсу пневматичних шин, яка відрізняється урахуванням не тільки температурного режиму експлуатації, а й амплітудно-частотних характеристик армованої оболонки пневматичних шин від зміни кута орієнтації армуючого елементу, що дозволяє визначити дійсні величини ресурсу пневматичних шин понаднизького тиску.Встановлено, що перспективним і ефективним методом визначення дійсного ресурсу пневматичних шин є врахування таких факторів, як: внутрішній тиск у шині; температура шини з урахуванням впливу навколишнього середовища; навантаження, яке діє на шину під час руху; швидкість руху транспортного засобу. Визначено, що для армованого елемента пневматичних шин у вигляді квадратної жорсткозатиснутої пластини частота власних коливань не залежить від кутів армування (jo) і орієнтування (j) і є постійною величиною. Отримано рішення рівнянь змушених коливань армованого елемента пневматичних шин у вигляді пластин і оболонок з урахуванням деформацій поперечного зсуву. При рішенні динамічних задач армованого елемента пневматичних шин у вигляді пластин і оболонок з композиційних матеріалів з низькою зсувною жорсткістю або зі збільшенням товщини пластини чи оболонки (h/l = 0,1) урахування деформацій поперечного зсуву може істотно змінити динамічні параметри системи. Для визначення величин температур, що виникають, і режимів експлуатації шин розроблений і виготовлений стенд з біговим барабаном, який дозволяє змінювати: швидкість руху шини від 16 до 32 км/год; навантаження на шину від 0 до 4000 кг; внутрішній тиск у шині від 0,35 до 1,1 МПА.Виконаний аналіз літературних джерел і проведених досліджень у галузі конструювання, взаємодії пневматичної шини з дорогою, теплового та напруженно-деформованого стану пневматичних рушіїв дозволив виявити найбільш суттєві конструктивні й експлуатаційні параметри, що впливають на їх ресурс: внутрішній тиск у шині, температура шини, навантаження, яке діє на шину під час руху, швидкість руху транспортного засобу. Аналіз існуючих методів визначення ресурсу пневматичних шин для автомобілів і тракторів показав, що ці методи визначення ресурсу шин не враховують динамічних дій експлуатаційних навантажень при коченні пневматичних шин. На основі розробленої математичної моделі проведені теоретичні дослідження частот власних коливань армованого елемента пневматичних шин у вигляді прямокутних шарнірно обпертих жорстких анізотропних пластин, визначено вплив анізотропних членів диференційного рівняння руху армованого елемента пневматичних шин у вигляді прямокутних шарнірно обпертих жорстких анізотропних пластин. Зміна частоти власних коливань армованого елемента може досягати 24-58% в залежності від кута армування. Встановлено, що зміна температури шини в залежності від зміни часу її руху, внутрішнього тиску, швидкості руху і радіального навантаження є лінійною.