|
режиме хранения. В процессе длительного хранения автомобилей на открытых площадках под действием световой радиации и озона воздуха, происходит «старение» резины, значительно изменяются ее физикомеханические свойства, особенно жесткостные характеристики и прочностные свойства. Для шин, кроме того, изменяется структура каркаса и прочность связи корда с резиной [1, 3]. Выяснению механизма «старения» и изысканию возможностей сохранения заданных свойств полимеров и материалов на их основе посвящено достаточно большое количество работ отечественных и зарубежных ученых. В первую очередь эго работы академика Семенова Н.Н. [4], Каргина В.А. [5], Слонимского Г Л. [5, 6], Кузьминского А.С. [1, 2, 8], Догадкина Б.А. [9] и др. Из зарубежных ученых это работы Ле-Браза [И], Амбеланга И.К. [12], Коха В.Л. [13], Лоренца О.М. [14] и других. Ио в ходе этих исследований не учитывались изменения физико-механических свойств резиновых и резинокордных материалов, происходящие в резинотехнических изделиях и шинах различных сроков службы, радиальных деформаций и напряжений, возникающих в их отдельных элементах в процессе длительного статического нагружения, а также влияние этих изменений на основные характеристики РТИ, шин и эксплуатационные показатели автомобилей [15]. Результаты исследований рабочего процесса шин и РТИ достаточно полно представлены в работах известных ученых, среди которых большой интерес представляют работы Чудакова Е.А., Агейкина Я.С., Антонова Д.А., Аксенова П.В., Балабина И.В., Басса Ю.П., Бндермана В.Л., Горячкина В.П., Кнороза В.И., Петрушова В.А., Платонова В.Ф., Пирковского Ю.В., Третьякова О.Б., Ульянова Н.А., Чистова М.П., Шухмана С.Б., Юровского В.С., Яценко Н.Н., Беккера М., Вонга Дж., Ле-Браза и многих других [16...37]. Но в комплексе, применительно к полноприводным автомобилям, указанные исследования практически не проводились. В большинстве работ рассматривались, главным образом, раздельно 8 |
их нагруженность, скорость движения автомобиля, давление воздуха в шинах, состояние грунта, определяет работоспособность и долговечность шин и РТИ; срок службы шин и РТИ характеризует конструкция и материал шин, технология их производства и условия эксплуатации (продолжительность хранения, климат, температура, нагрузка, скорость движения, давление воздуха в шинах), определяет их покровное состояние и прочность; сопротивляемость разрушению (длительная прочность) РТИ характеризует конструкция, рецептура резиновых смесей и условия эксплуатации (среда, место установки на автомобиле, климат, нагружение, продолжительность хранения), определяет срок службы изделий. Решение данной проблемы сдерживалось в прошлом недостаточностью изученности рабочего процесса в шинах различных сроков службы и его влияния на топливную экономичность и проходимость автомобилей на различных грунтах, тягово-сцепные и скоростные свойства автомобилей, а также отсутствием совершенных методов оценки и прогнозирования показателей сохраняемости в комплексе, применительно к полноприводным автомобилям. В ходе исследований не учитывались изменения физико-механических свойств в резинокордных материалах и шинах со значительными сроками службы, радиальных деформаций и напряжений, возникающих в отдельных элементах шин в процессе длительного статического нагружения, деформаций изгиба РТИ при циклическом сжатии-растяжении со скручиванием, жесгкостных и демпфирующих параметров РТИ при гармоничных вынужденных колебаниях в зависимости от уровня их напряженно-деформированного состояния. В большинстве работ рассматривались, главным образом, раздельно вопросы снижения сопротивления качению и повышения тягово-сцепных свойств шин на дорогах с твердым покрытием и в меньшей степени на деформируемых грунтах. В немногих работах рассматриваются соответствие нагрузочных, жесткостных и размерных параметров шин условиям движения, теплообразование в шинах. И крайне недостаточно работ, посвященных сохраняемости и долговечности РТИ. 12 1.1 Основные свойства резин, современные взгляды на старение полимерных материалов Резина, как и лежащие в ее основе натуральные или синтетические каучуки, является высокомолекулярным полимерным соединением. Особенности молекулярного строения каучука и резины обусловливает их физикомеханические свойства (рисунок 1.1), в числе которых, прежде всего, следует назвать высокую деформируемость резины без разрушения. При деформации под действием приложенной нагрузки происходит вытягивание молекулярных цепочек и их скольжение относительно друг друга. После снятия деформирующих нагрузок молекулярные цепи под влиянием теплового движения принимают прежнюю конфигурацию, но их взаимное расположение может несколько измениться это изменение характеризует остаточную деформацию каучука. При снятии внешней нагрузки упругая деформация мгновенно исчезает, затем медленно уменьшается высокоэластическая деформация, а пластическая остается без изменения. Высокоэластическая деформация определяется не изменением межмолекулярных расстояний, как пластическая деформация, а лишь изменением формы и конфигурации длинных цепных молекул. Исчезновение высокоэластической деформации не имеет прямолинейной зависимости от величины напряжения и поэтому эта деформация носит запаздывающий характер, который определяет упругие “несовершенства” резины явления релаксации и ползучести, упругий гистерезис или внутреннее трение в материале. Известно, что большая часть сельскохозяйственной техники [2], как и армейской, используется сезонно и значительный период времени находится в режиме хранения. В процессе длительного хранения автомобилей на открытых площадках под действием световой радиации и озона воздуха, происходит «старение» резины, значительно изменяются ее физико-механические свойства, особенно жесткостные характеристики и прочностные свойства. Глава 1 Структура проблемы. Анализ и обобщение результатов исследований, цель и задачи исследований 27 Для шин, кроме того, изменяется структура каркаса и прочность связи корда с резиной [1,3]. Выяснению механизма «старения» и изысканию возможностей сохранения заданных свойств полимеров и материалов на их основе посвящено достаточно большое количество работ отечественных и зарубежных ученых. В первую очередь это работы академика Семенова Н.Н. [4], Каргина В.А. [5], Слонимского Г.Л. [5,6], Кузьминского А.С. [1,2,8], Догадкина Б.А. [9,10] и др. Из зарубежных ученых это работы Ле-Браза [И], Амбеланга И.К. [12], Коха В.Л. [13], Лоренца О.М. [14] и других. Но в ходе этих исследований не учитывались изменения физико-механических свойств резиновых и резинокордных материалов, происходящие в резинотехнических изделиях и шинах различных сроков службы, радиальных деформаций и напряжений, возникающих в их отдельных элементах в процессе длительного статического нагружения, а также влияние этих изменений на основные характеристики РТИ, шин и эксплуатационные показатели автомобилей [15] Результаты исследований рабочего процесса шин и РТИ достаточно полно представлены в работах известных ученых, среди которых большой интерес представляют работы Чудакова Е.А., Агейкина Я.С., Антонова Д.А., Аксенова П.В., Балабина И.В., Басса Ю.П., Бидермана В.Л., Горячкина В.П., Кнороза В.И., Петрушова В.А., Платонова В.Ф., Пирковского Ю.В., Третьякова О.Б., Ульянова Н.А., Чистова М.П., Шухмана С.Б., Юровского В.С., Яценко Н.Н., Беккера М., Вонга Дж., Ле-Браза и многих других [16-37]. Но в комплексе, применительно к полноприводным автомобилям, указанные исследования практически не проводились. В большинстве работ рассматривались, главным образом, раздельно вопросы снижения сопротивления качению и повышения тягово-сцепных свойств шин на дорогах с твердым покрытием и в меньшей степени на деформируемых грунтах. В немногих работах рассматриваются соответствие нагрузочных, жесткостных и размерных параметров шин условиям движения, теплообразование в шинах и крайне недостаточно работ, посвященных сохраняемости и долговечности АТ, изучению эксплуатационных свойств шин 29 |