Теоретичні основи оцінки працездатності шин легкового автомобіля в експлуатації - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукНауковий консультант: ОЛЬШАНСЬКИЙ Василь Павлович, доктор фізико-математичних наук, професор, Академія пожежної безпеки України, начальник кафедри "Прикладна механіка". Офіційні опоненти: КУРНІКОВ Іван Петрович, доктор технічних наук, професор, Національний транспортний університет, завідувач кафедри "Виробничі системи та сервіс на транспорті"; ТОРЛІН Вадим Миколайович, доктор технічних наук, професор, Севастопольський державний технічний університет, завідувач кафедри "Машинобудування та транспорт"; Захист відбудеться "30" травня 2001 р. о 10-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради ВАК України Д 26.059.03 при Національному транспортному університеті за адресою: 04010, Україна, м.Підвищення вимог до міцності і надійності при зменшенні ваги шини створюють складні проблеми аналізу напружено-деформованого стану пневматичних шин в зоні концентраторів напружень. Мета досягається комплексним дослідженням закономірностей зношення протектора шини при різних сполученнях експлуатаційних факторів і вивченням напружено-деформованого стану шини з дослідженням розподілу температури по профілю шини при її навантаженні; розробкою методики оцінки залишкового ресурсу по температурних поверхневих полях шини в області зовнішнього дефекту, а також знаходження місця розташування внутрішнього дефекту і його розмірів. Теоретичні задачі: розробити математичні моделі шини для визначення зусиль і ковзань в контакті з дорогою, коефіцієнта зчеплення шини з дорогої, розрахунку пробігу шини по зношенню протектора, деформації боковини; розробити математичну модель шини на основі теорії багатошарової анізотропної оболонки для визначення деформацій в елементах і напружень в шарах шини; провести розрахунок напружено-деформованого і теплового стану шини методом кінцевого елемента і на підставі теорії багатошарової анізотропної оболонки; провести теоретичне дослідження теплового поля на поверхні шини в області крапкового джерела тепла, в області лінійчатого джерела тепла, в області колового джерела тепла, в області джерела тепла довільної форми; теоретично обґрунтувати методику визначення місця розташування внутрішнього дефекту в шині за величиною температури на її поверхні і оцінки залишкового ресурсу шини; дослідити вплив умов експлуатації на величину і характер зношення протектора шини в контакті з дорогою. Практичні задачі: забезпечити отримання на стендах достовірної інформації про працездатність шини; дослідити закономірності між процесами, що відбуваються в контакті шини з дорогою, в залежності від дії різного поєднання експлуатаційних параметрів; розробити методику діагностування внутрішніх дефектів в шині; розробити технічні вимоги до діагностичного обладнання і параметрів; розробити методику оцінки залишкового ресурсу шини з дефектом; визначити впливи конструкції шини на величину роботи тертя і зношення протектора шин; вивчити напружено-деформований стан шини при її взаємодії з опорною поверхнею; експериментально заміряти розподіл міжшарових температурних полів шини при її коченні. Безпосередньо автором розроблено: математична модель, яка дозволяє зробити оцінку залишкового пробігу шини з дефектом до розвитку ним критичного розміру; подальший розвиток дослідження фундаментальних залежностей термонапруженого стану шини при стаціонарному коченні за допомогою розроблених математичних моделей; одержані регресійні рівняння для феноменологічного опису залежностей зношення рисунку протектора шини від різноманітного поєднання експлуатаційних факторів; одержані залежності між температурою на поверхні шини та наявністю внутрішнього та поверхневого дефекту у шині; методика оцінки напружено-деформованого стану шини неруйнуючим способом та діагностування наявності внутрішнього дефекту в середині шини за температурними полями на її зовнішній поверхні; стенди для дослідження процесів в контакті шини з опорною поверхнею при різному поєднанні експлуатаційних чинників у лабораторних та в дорожніх умовах.Абсолютна величина зменшення роботи тертя при зменшенні тиску від 0,24 до 0,17 МПА складає для шини ИД-220 - 7 МДЖ/см2, для шини 175/70R13 - 4,8 МДЖ/см2, для шини 165/70R13 - 9 МДЖ/см2 і для шини 155/70R13 - 8 МДЖ/см2. Незважаючи на статечну залежність коефіцієнта тертя від тиску повітря в шині в експлуатаційному діапазоні зміни тиску повітря в шині спостерігається практично лінійна залежність зміни коефіцієнта зчеплення від тиску повітря в шині. Так для шини 155/70R13 значення радіуса лежить в межах 30-32 мм, для шини 165/70R13 - 32-35 мм, для шини 175/70R13 - 35-40 мм, для шини 185/70R14 - 40-45 мм, для шини 195/70R14 - 42-46 мм, для шини 205/70R14 - 46-48 мм. Збільшення навантаження на шину до 25 % приводить до збільшення температури і складає для шини 155/70R13 - 33,8 °С; для шини 165/70R13 34,2 °С; для шини 175/70R13 - 35,6 °С; для шини 205/70R14 - 37,1 °С, а для вантажної це збільшення становить 38,7 °С.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ