8.2 Определение конфигурации поддутой покрышки

При нагружении шины внутренним давлением в начальный период происходит существенная ее деформация. Это обусловлено тем, что на этом этапе происходит изменение углов между нитями корда за счет деформирования резины между нитями. Смещение нитей протекает до тех пор, пока их направление не совпадет с направлением вектора действующей силы. После этого нагрузка от внутреннего давления воспринимается только нитями корда, а деформации, претерпеваемые шиной, становятся незначительными. Данное состояние, при котором прекращается изменение углов между нитями, называется состоянием равновесия, а конфигурация внутреннего профиля по-крышки, соответствующая равновесному состоянию, ‒ равновесной конфигурацией. Расчет покрышки на прочность производится именно по равновесному состоянию [6].

Вычисляем отношения

Наносим соответствующую точку на номограмму равновесной конфигурации для α_об=34° (рисунок 8.3). Интерполяцией по номограмме находим для этой точки значение угла корда по экватору в надутой покрышке, а также значения b/r_об и λ_об. Получаем: β=59,5°; b/r_об=0,48; λ_об=0,76.

Изменение радиуса по экватору определяют по формуле [6]:

(6.5)

где R_Н и β_КН - соответственно, радиус и угол по короне в надутой покрышке;

R_В и β_КВ ‒ то же самое для вулканизованной покрышки.

Из предыдущих расчетов имеем R_В=320 мм; β_КВ=58°; β_КН=56°.

Рисунок 8.3 – Номограмма равновесной конфигурации для α_об=34°

_{Находим радиус по экватору по внутреннему контуру R:}

(6.6)

6.3 Определение основных габаритных размеров покрышки

_{К основным габаритным размерам покрышки относятся наружный диаметр (D) и ширина профиля (B) в надутом состоянии.}

_{Наружный диаметр надутой покрышки D равен:}

(6.7)

_{где D' – наружный диаметр вулканизованной покрышки.}

_{D'=640 мм – по условию.}

_{Расстояние наиболее широкого места профиля от оси симметрии ro равно:}

(6.8)

_{Ширина профиля по внутреннему контуру каркаса определяется по формуле:}

(6.9)

_{Тогда ширина профиля по наружному контуру В равна:}

(6.10)

_{где t – толщина боковины, мм.}

_{t=125 мм – по условию.}

8.4 Определение усилия от внутреннего давления в нитях корда

_{Так как нагружение нитей корда происходит после того, как прекращается изменение угла, т. е. при установлении равновесной конфигурации, расчет усилий производится именно для равновесного состояния. Для расчета пользуются геометрическими характеристиками равновесного профиля (Rн, βкн и т.д.) [6].}

Усилие от внутреннего давления (N) в нитях корда каркаса диагональных и радиальных, а также брекера диагональных шин определяется по формуле, выведенной для меридианальной составляющей силы внутреннего давления:

(6.11)

_{где p – внутреннее давление;}

_{ΣiК – суммарная плотность корда в точке по короне (в нее входят каркас и брекер), нить/см.}

Очевидно, что усилие в нитях корда обратно пропорционально cos²β, т.е. максимальное усилие будет при минимальном значении cos²β (при максимальном угле). В диагональной шине угол увеличивается от точки обода до экватора, следовательно, максимальное усилие в каркасе и брекере диагональных шин будет наблюдаться в точке по короне:

(6.12)

р=0,16МПа – по условию; Σi_К=51 нить/см – по условию.

_{Разрывное усилие, при максимальном давлении pmax=9 атм, равно}

_{Запас прочности равен}