|
определяется величиной прогиба. Ввиду большой важности вопроса расчетное определение прогиба шины привлекало внимание ряда исследований [88...92]. Решение этой задачи достигалось различными полуэмпирическими методами. При этом внутренние усилия в элементах шин, как правило, не учитывались. Наиболее известной из полученных зависимостей прогиба шин от нагрузки и внутреннего давления является формула Хедекеля [92]. При ее выводе использованы две гипотезы. Первая заключается в предположении, что за пределами контакта шина не деформируется. Эта гипотеза предполагает, что среднее удельное давление в пределах площадки контакта равно внутреннему давлению воздуха в 1иинс5 или, иначе? что работа, затрачиваемая на деформацию шины, полностью расходуется на сжатие воздуха в ней. В соответствии со второй гипотезой нагрузка на шину Ск определяется произведением площади контакта Рк на внутреннее давление воздуха в шине Рц\ где 2щ, Я, О// соответственно прогиб шины, радиус кривизны протектора и наружный диаметр шины, м. Согласно этой формуле нагрузка на шину прямо пропорциональна как прогибу, так и внутреннему давлению воздуха в шине. Однако многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что эта зависимость является нелинейной. Нелинейность особенно сильно проявляется при малых значениях прогиба и малых внутренних давлениях воздуха в шине. Неточность формулы Хедекеля объясняется тем, что в действительных условиях гни на деформируется не только в площади контакта, но и за ее пределами. Неточна также гипотеза о том, что работа обжатия шины полностью расходуется на сжатие воздуха в ней. Величина радиального прогиба непосредственно связана с выбором норм нагрузок и давлений. Анализ параметров пневматических шин. (2.24) 60 |
рогой немыслимо без знания характеристик жесткостей шины, которые входят в качестве одного из основных членов в уравнения равновесия динамической системы. Жесткость шины является одним из важнейших факторов оценки работоспособности шин. Она существенно влияет на основные эксплуатационные показатели автомобиля, особенно на сопротивление качению, опорную проходимость, плавность хода, а также на экономические и тягово-скоростные свойства. Наибольшее влияние оказывает радиальная жесткость шины, которая зависит от конструкции шины, рецептуры резиновых смесей, идущих на ее изготовление, давления воздуха в шине, ее нагруженности, скорости движения автомобиля, состояния грунта и климатических условий эксплуатации. Изучение характеристик изменения радиальной жесткости шин, как следствие, позволяет оценить качество шин, их тепловую нагруженность, силовую неоднородность шины, износостойкость, физико-механические показатели резин, ресурс шин и другие показатели, определяющие работоспособность и долговечность шин. Основной характеристикой шины является ее податливость, то есть способность деформироваться под воздействием радиальной нагрузки. Податливость шины зависит от внутреннего давления и ее конструкции и определяется величиной прогиба. Ввиду большой важности вопроса расчетное определение прогиба шины привлекало внимание ряда исследований [172176]. Решение этой задачи достигалось различными полуэмпирическими методами. При этом внутренние усилия в элементах шин, как правило, не учитывались. Наиболее известной из полученных зависимостей прогиба шин от нагрузки и внутреннего давления является формула Хе декеля [176]. При ее выводе использованы две гипотезы. Первая заключается в предположении, что за пределами контакта шина не деформируется. Эта гипотеза предполагает, что среднее удельное давление в пределах площадки контакта равно внутреннему давлению воздуха в шине, или, иначе, что работа, затрачиваемая на деформацию шины, полностью расходуется на сжатие воздуха в ней. В соответствии со второй гипотезой на114 грузка на шину Ок определяется произведением площади контакта Рк на внутреннее давление воздуха в шине Рв: = Рв?к ~ Юи, (1*24) где 2/я, Л, А/ соответственно прогиб шины, радиус кривизны протектора и наружный диаметр шины, м. Согласно этой формуле нагрузка на шину прямо пропорциональна как прогибу, так и внутреннему давлению воздуха в шине. Однако многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что эта зависимость является нелинейной. Нелинейность особенно сильно проявляется при малых значениях прогиба и малых внутренних давлениях воздуха в шине. Неточность формулы Хедекеля объясняется тем, что в действительных условиях шина деформируется не только в площади контакта, но и за ее пределами. Неточна также гипотеза о том, что работа обжатия шины полностью расходуется на сжатие воздуха в ней. Величина радиального прогиба непосредственно связана с выбором норм нагрузок и давлений. Анализ параметров пневматических шин, включенных в нормативы (ГОСТ, ТУ) показывает [177], что внутреннее давление воздуха и нагрузка на шины выбираются таким образом, чтобы обеспечить равенство относительных прогибов шины. В связи с этим в инженерной практике используется ряд приближенных формул, не включающих в явном виду величину прогиба шины. Наиболее распространенной из них является формула Хелла [176]: 6 к кРд5г5В'Л9 (с1 + 5,), (1.25) где к коэффициент, учитывающий условия работы шины; В ( В ; ) действительная (условная) ширина профиля шины (В}=1,4В0,645С), м; <1, С номинальный диаметр и ширина обода колеса, м. Формула Хелла является чисто эмпирической и имеет ряд существенных недостатков, которые не позволяют рекомендовать ее для практического применения. Из формулы видно, что повышение давления воздуха в шине ведет к 115 |