Исследование характеристик пневматических шин для прогнозирования их износостойкости

• Автор: Володина, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 52 с. : ил

Совремейные- тенденции развития автомобилестроения в направлении повышения скоростных и динамических характеристик автомобилей, возросшее внимание к комфортабельности и к экологической безопасности выдвигают повышенные требования к эксплуатационным свойствам пневматических шин. В связи с насыщением отечественного рынка шинами, в том числе ведущих зарубежных фирм, задача повышения конкурентоспособности отечественных шин становится особенно актуальной. Пневматические шины являются одним из дорогостоящих элементов автомобилей. Поэтому увеличение их ресурса и связанное с этим повышение износостойкости протектора является важной задачей.
Шинная промышленность решает разнообразные технические проблемы при разработке новых моделей шин по улучшению эксплуатационных качеств, совершенствованию технологии производства и прежде всего по созданию долговечных шин. Долговечность шин в большой степени зависит от износостойкости протектора шины. Процент отказов по износу составляет 35-45% для радиальных грузовых и легковых шин и 70% для диагональных шин.
Характер и интенсивность износа на дорогах с различным покрытием, планом, профилем не одинаковы. Естественным выходом шины из эксплуатации является износ протектора до установленной глубины канавок рисунка, определяемый «Правилами эксплуатации > автомобильных шин». Все другие виды разрушений, как, например, отслое-<“ ппптектооа. расслоение и излом каркаса, разрушение зоННЫМИ с И конст-л правил шины. В [ы проис-а рисунка феменно-неисправ-III шин по нормам внутреннего давления и нагрузок, приводящее к значительному перераспределению нормального контактного давления в зоне контакта шин с дорогой, так и недостатки конструкции шины и ее конструкционных материалов.
Основной причиной любого вида износа шин являются внешние силы, действующие на колесо при движении автомобиля. Они вызывают появление в контакте напряжений и проскальзываний, под действием которых протектор изнашивается, т.е. идет отрыв частичек резины от массива протектора.
Работы в области исследования явлений, возникающих в зоне контакта катящегося колеса, механизма износа протекторных резин, влияния эксплуатационных факторов на износ постоянно привлекали и привлекают внимание отечественных и зарубежных ученых. Результаты таких исследований необходимы для решения проблем, связанных с улучшением конструкции шины и повышением износостойкости протектора, а также с улучшением эксплуатационных свойств автомобиля и повышения безопасности движения.
Влияние различных эксплуатационных факторов на износ шин (режимов эксплуатации, дорожных условий, рецептур протекторных резин) изучалось в работах В.Ф. Евстратова,
С.П. Захарова, В.И. Новопольского, П.И. Лохиной, Т.В. Андриевской, Г.Н. Буйко, Л.Д. Слюдикова, И.М. Кислицина и др.
Вопросу теории автомобиля и взаимодействия эластичного колеса с опорной поверхностью придается большое значение в трудах Е.А. Чудакова, Д.П. Великанова, Г.В. Зимелева, Б.С. Фалькевича, Н.Я. Яковлева, Н.П. Певзнера, A.C. Литвинова, А.Н. Островцева, Н.Ф. Бочарова, А.М. Хлебникова, В.И. Кнороза, Г.А. Гаспарянца, В.А. Иларионова, С.М. Красикова, В.А. Петрушова и др.
Природа качения исследовалась в работах О. Рейнольдса, А.Ю. Ишлинского, Н.И. Глаголева, Р.В. Вирабова, Г. Фрома и др.

Основные выводы:
1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования и получены общие закономерности и аналитические зависимости, связывающие деформации элементов беговой части пневматической шины с напряжениями и проскальзываниями в контакте при свободном качении и при передаче окружной и боковой сил.
2. Установлены основные характеристики пневматических шин для прогнозирования износостойкости протектора. Разработаны расчетно-экспериментальные методы для их определения.
3. Исследованы причины неравномерного износа протектора легковых радиальных шин в эксплуатации. Разработан метод расчетно-экспериментальной оценки равномерности износа протектора радиальных шин. Установлены основные факторы, связанные с конструкцией шин.
4. Проведено сравнительное исследование шин, различающихся конструкцией каркаса, и установлено ее влияние на показатели, определяющие износостойкость протектора.
5. Разработана оригинальная конструкция диагональной шины с уменьшенными меридиональными деформациями каркаса и улучшенной износостойкостью протектора.
6. Разработана методика прогнозирования износостойкости протектора радиальных шин на стадии проектирования для системы САПР-шин и внедрена при разработке перспективных легковых, грузовых, сверхкрупно-габаритных шин.
Основное содержание работ нашло отражение в опубликованных работах.