Введение
1 Методы исследования напряженно-деформированного состояния, температуры саморазогрева и циклической долговечности резинокордных композитов и пневматических шин 12
1.1 Конструкции пневматических шин. Нагрузки и отказы в эксплуатации 12
1.1.1 Анализ видов отказов и ресурса пневматических шин по усталостным разрушениям 14
1.2 Методы расчета НДС пневматических шин 20
1.3 Экспериментальные методы исследования НДС пневматических шин 30
1.4 Исследования температуры саморазогрева пневматических шин. 36
1.4.1 Упруго-гистерезсные свойства наполненных резин 36
1.4.2 Экспериментальные и расчетные методы определения температуры саморазогрева пневматических шин 42
1.5 Циклическая долговечность резин и резинокордных композитов 46
1.5.1 Критерии циклической долговечности резинокордных композитов 55
1.6 Расчетные и экспериментальные методы определения циклической долговечности пневматических шин 58
1.7 Определение динамических нагрузок на шину при движении по дорогам различных типов 65
1.8 Методы конструирования пневматических шин 68
2 Разработка моделей многослойной структуры шины, резинокордных слоев и нитей корда для исследования напряженно-деформированного состояния пневматических шин в трехмерной постановке с использованием метода конечных элементов 71
2.1 Метод конечных элементов 71
2.1.1 Расчет НДС пневматических шин МКЭ з
2.1.2 Расчет НДС осесимметричной задачи действия на шину внутреннего давления 75
2.1.3 Определение НДС пневматических шин в геометрически нелинейной постановке 78
2.1.4 Расчет НДС при действии на шину нормальной нагрузки с учетом сил трения в контакте 81
2.1.5 Моделирование многослойной резинокордной структуры пневматических шин 86
2.2 Расчетные исследования влияния способа моделирования резинокордных слоев шины на ее НДС 92
3 Расчетно-экспериментальный метод определения НДС пневматических шин от действия механических нагрузок 103
3.1 Выбор способов моделирования резинокордных слоев для определения габаритов шины и деформаций ее наружной поверхности 104
3.2 Выбор способов моделирования резинокордных слоев для определения НДС ее внутренних областей 106
3.3 Влияние степени детализации структуры шины на НДС ее внутренних областей 117
4. Расчетно-экспериментальный метод определения контактных напряжений в зоне контакта шины с дорогой 122
4.1 Влияние способа моделирования рисунка протектора на распределение контактных напряжений 122
4.2 Влияние способа моделирования армирующих слоев шины нараспределение контактных напряжений 128
5 Расчетно-экспериментальный метод анализа температурных полей и термонапряжений пневматических шин 137
5.1 Расчет стационарного поля температур пневматических шин 137
5.2 Расчет нестационарного поля температур пневматических шин 147 5.3 Расчет потерь на качение 148
5.4 Расчет термонапряжений в многослойной структуре
пневматических шин 153
6 Исследование циклической долговечности пневматических шин 155
6.1 Проведение усталостных испытаний и построение кривых усталости для резинокордных композитов 155
6.1.2 Характер разрушения резинокордных образцов 162
6.2 Критерии циклической долговечности резинокордных композитов 164
6.3 Определение циклической долговечности деталей пневматических шин 167
6.3.1 Определение циклической долговечности брекера 168
6.3.1.1 Определение циклической долговечности 2-х слойного брекера легковых радиальных шин 169
6.3.1.2 Определение циклической долговечности многослойного брекера грузовых радиальных шин 173
6.3.1.3 Определение циклической долговечности плечевой зоны диагональных шин 177
6.3.2 Определение циклической долговечности надбортовой зоны радиальных шин 180
6.3.2.1 Определение циклической долговечности надбортовой зоны однослойных радиальных шин 180
6.3.2.2 Определение циклической долговечности надбортовой зоны многослойных радиальных шин 185
6.3.3 Определение циклической долговечности каркаса 189
6.3.4 Определение максимальной скорости пневматических шин 193
6.4 Расчет циклической долговечности зоны кромок брекера
легковых шин с учетом динамических нагрузок 197
7 Повышение циклической долговечности пневматических шин 201
7.1 Влияние конфигурации профиля шины по пресс-форме на циклическую долговечность шины 201
7.2 Повышение циклической долговечности многослойного брекера радиальных грузовых шин 206
7.3 Исследование циклической долговечности грузовых шин с различной конструкцией каркаса 210
7.4 Повышение циклической долговечности многослойных резинокордных деталей шин 214
7.5 Повышение циклической долговечности зоны кромок брекера при высоких скоростях движения 219
7.6 Конструирование пневматических шин с повышенной циклической долговечностью 224
Основные результаты и выводы 234
Литература 237
