![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Точный анализ деформированного состояния и тепловыделения шины при качении является важным, поскольку направлен на улучшение проектирования шины и тем самым на уменьшение сопротивления качению и экономию топлива. Структура современной радиальной шины состоит из многих различных частей. В проекте рассматривалась задача тепловыделения в резинокордных слоях и, главным образом, в слоях брекера. Разработана методика определения функции релаксации в стандартном статическом опыте на релаксацию с учетом эффекта Малинза и конечности скорости нагружения на начальном участке. Метод проверен для различных скоростей нагружения. Проведен ряд серий статических испытаний с образцами наполненной брекерной резины и резинокорда брекера. Отработана методика определение вязкоупругих свойств наполненной брекерной резины и резинокорда брекера. На основании изучения литературы и проведенных опытов в качестве модели вязкоупругости принята обобщенная модель Максвелла. Показано, что для аппроксимации выделения тепла с точностью 5% достаточно двух – трех членов суммы Прони. В качестве модели гиперупругой части предложены два варианта потенциала анизотропного материала. Получены экспериментальные данные зависимости и исследованы кривые релаксации при деформациях в пределах от 2 до 15%. Исследована нелинейность в поведении наполненной резины. В этих опытах установлено, что испытательная машина Zwick-100 недостаточна для определения времен релаксации, необходимых для аппроксимации кривой релаксации в применении к задаче качения шины при скоростях движения легкового автомобиля. На основании этого вывода в НИИ Механики МГУ, построена осцилляционная установка для определения параметров обобщенной модели Максвелла. Проведены серии осцилляционных опытов с образцами брекерной резины и резинокорда. Определены параметры обобщенной модели Максвелла. Выявлено, что осцилляционная установка позволяет определять время релаксации на порядок меньше, чем статический опыт. Этого достаточно для идентификации параметров обобщенной модели Максвелла, пригодной для описания тепловыделения при скорости движения легкового автомобиля в диапазоне 30 – 140 км/час. Получены параметры обобщенной модели Максвелла для брекерной резины и резинокорда с металлическим кордом. Получена зависимости этих параметров от средней деформации и амплитуды колебаний. Выявлена независимость весовых коэффициентов обобщенной модели Максвелла от амплитуды в пределах 3% с точностью 4%. Разработана процедура осреднения упругих и вязких свойств простой и обобщенной моделей Максвелла. Построена трехмерная модель шины с учетом всех деталей структуры, численный метод решения и собственная конечно-элементная реализация. Построена и реализована процедура численного моделирования стационарного и нестационарного качения.
Analysis of the rolling tire deformation and heat generation are important, since it is aimed improving the tire design and consequently reducing rolling resistance and fuel saving. The structure of a modern radial tire consists of many parts. The project considered the problem of heat generation in rubber-cord plies and, mainly, in the breaker.
На основе изучения литературных источников, отработки и проведения статических и осцилляционных экспериментов с образцами брекерной резины и брекерного резинокорда, разработки и применения осреднения упругих и вязких свойств резинокорда сформулировать трехмерную модель шины с учетом всех деталей структуры, численный метод решения и собственную конечно-элементнаую реализацию. Разработать и реализовать процедуру численного моделирования стационарного и нестационарного качения, вычисления тепловыделения в слое брекера пригодную для шин легковых автомобилей.
В результате выполнения проекта получен задел в: реалистичном моделировании пневматических шин при больших деформациях и при качении, численной реализации механической модели шины, решении большой системы сильно нелинейных алгебраических уравнений, методике проведения статических и осцилляционных опытов с образцами наполненной резины и резинокорда, осреднении упругих и вязких свойств резинокорда, методике идентификации обобщенной модели Максвелла, методики вычисления тепловыделения в слоях брекера.
Сформулирована трехмерная модель шины с учетом всех деталей структуры, численный метод решения и собственная конечно-элементная реализация. Построена и реализована процедура численного моделирования стационарного и нестационарного качения, вычисления тепловыделения в слое брекера пригодная для шин легковых автомобилей при скоростях движения до 140 км/час.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Этап 1 |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Этап 2 |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Этап 3 |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".