Расчет оболочек автомобильных шин - Константин Владимирович Ефанов

В монографии приведена дополнительная глава по теории расчета и проектирования автомобильных шин. Приводятся современные сведения и вопросы, не рассмотренные, в существующей литературе по тематике.

Основным элементов оболочки шины является каркас, то есть несущий остов. Каркас состоит из пропитанной и термообработанной кордной ткани из капрона, полиэфиров. Современный шинный корд выпускается бесшовным. Шины выпускаются в бескамерном конструктивном исполнении. Отличие между исполнением без камеры и с камерой в плотной посадке шины на обод колеса. На внутренней поверхности покрышки располагается герметизирующий слой. Герметизация стыка между шиной и ободом происходит из-за создаваемого натяга и конструкции бортов. Обода для бескамерных шин являются герметичными.

упругости введение упрощений получают теорию тонких оболочек. Из теории тонких оболочек исключив моменты получают безмоментную теорию тонких оболочек.

Сосуды и аппараты стальные до 21МПа рассчитывают по существующим в настоящее время нормам по безмоментной теории тонких оболочек. Как отмечено в работе [1] для мягкой оболочки расчет не будет отличаться от расчета жесткой оболочки при наличии только растягивающих усилий (напряжений). В этом случае напряженное состояние является двухосным. Но существуют зоны сжатия и зоны с отрицательными сжимающими усилиями. В последнем случае происходит потеря устойчивости (так как оболочка мягкая) и образуются складки на поверхности оболочки. Сжимающее напряжение снижается до нулевых значений и в зоне сжатия напряженное состояние одноосное.

Задача расчета эластомеров состоит в решении нелинейной теории термовязкоупругости [1]. На упругую деформацию приходится до 80% общей деформации. Неупругие эффекты по К.Ф. Черныху являются эффектами второго порядка и при длительной работе изделия происходит их релаксация.

Черных показывает о не сжимаемости вулканизированных каучуков [1,с.67] на основании сравнения модулей сдвига высокоэластичной деформации (до 150 кг/кв.см) и модуля объемного сжатия (до 1000…10000 кг/кв.см). В главных осях напряжений действует закон упругости.

В настоящее время расчеты производятся методом конечных элементов (МКЭ) решением задачи теории упругости. Теория гибких оболочек по-видимому не имеет актуальности для расчета автомобильных шин.

Расчет шин методом конечных элементов в программном пакете Abaqus показан в работе [3]. В этой работе отмечается, что указанный программный пакет является стандартом по проектированию шин и приводятся названия компаний-изготовителей шин, использующих эту программу.