Спосіб оцінки еластичності пневматичної шини

Спосіб оцінки еластичності пневматичної шини, який передбачає визначення еластичності ши 3 кової площі контакту шини з умови силової рівноваги вертикального навантаження на шину і реакції опорної площини. Поставлена задача вирішується шляхом точної реєстрації сили притискання шини зі зміною внутрішнього тиску повітря, при постійній її радіальній деформації. Спосіб заснований на тому, що працездатність шини та її пружні властивості реалізуються при мінімальному внутрішньому тиску повітря Pwmin, коли каркас приймає рівноважну конфігурацію. При цьому тиску її розміри стабілізуються, а між вертикальним навантаженням Q, напругою усередині корду шини і радіальною деформацією h встановлюється приведена на Фіг. 1 лінійна залежність. Спосіб оцінки еластичності здійснюється наступним чином (Фіг.2). Досліджувана шина 1 разом з диском 2 і віссю 3 встановлюється на стенд 8 і в її камері створюється певний тиск повітря Pw1. На осі 3 колеса наклеєні тензодатчики 4, які приєднуються до реєструючого приладу 5. Внизу стенда 8 розміщується домкрат 6 з опорною площадкою 7. Сила Q притискає опорну площадку до нижньої частини шини, внаслідок чого одночасно деформуються боковини і бігова доріжка. Деформація боковин оцінюється прогином h', а бігова доріжка утворює з опорною площиною контактну пляму площею F. Сила притискання реєструється за допомогою тензодатчиків 4. За третім законом Ньютона добуток тиску шини q на площу контакту F врівноважує прикладену вертикальну силу Q. qF=Q, (1) Оскільки опір деформації шини чинять внутрішній тиск повітря Pw всередині шини і тиск каркаса Рк, то контактний тиск q пропорційний їх сумі: q = Рw + Рк, (2) де Рк - доля каркаса у контактному тиску на опорну площадку, кПа; На підставі залежностей (1) і (2) можемо записати: (3) (Рw + Pк) F = Q, або PwF + Рк F = Q, 45306 4 де Pк F = Qк виражає долю каркаса в тиску шини на поверхню. Для початкового стану шини можемо записати: (4) Pw1F + PкF=Q1. Далі в камері шини збільшується тиск повітря до Pw2, тому шина намагається розпрямитися. Вертикальна сила Q збільшується, оскільки радіальна деформація h, а значить і площа контакту F залишаються незмінними завдяки нерухомості домкрата. Тут виконувалася умова: Pw2F + PкF = Q2 (5) Для того щоб виключити невідому складову опору каркаса Рк з рівностей (4) і (5) складаємо систему рівнянь: ⎧ Pw1F + PкF = Q1; (6) ⎨ ⎩Pw2F + PкF = Q2. З системи рівнянь визначимо площу контакту шини з опорною площиною: Q2 − Q1 ∆Q F= . = (7) Pw 2 − Pw1 ∆Pw Спосіб також може бути реалізований у процесі кочення колеса з безперервним записом, вертикального навантаження Q при декількох значеннях радіальної деформації h. Для досягнення необхідної точності вимірювання створюється декілька ступенів випробувань, а одержані результати обробляються методами математичної статистики. Спосіб може бути реалізований без проведення фізичного деформування шини на стенді. Для цього використовується навантажувальна характеристика шини Q = f (Pw), яка наводиться у її технічному паспорті або у літературних джерелах [В.В. Вербас, А.Г. Смирнов, А.П. Науменко и др. Искусство выбора аграрных шин. Днепропетровск. ИМА-пресс. -2004.-304 с.]. На Фіг. 3 наведено приклад реалізації способу для двох шин одного розміру, але різних моделей. Площа контакту шини (поз. 1) 13,6R38, Ф-287 F = 2 0,115м , а шини (поз.2) 13.6R38, DT-109 F = 2 0,016м . Звідси робимо висновок, що шина DT-109 має більшу площу контакту. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 45306 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601