Дисертація доктора філософії. Чурсов Сергій Олександрович. Механічні властивості матеріалів пневматичних шин при накопиченні пошкоджень

Реєстраційний номер

0824U001002, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

20-03-2024

Статус

Захищена

Назва роботи

Механічні властивості матеріалів пневматичних шин при накопиченні пошкоджень

Здобувач

Чурсов Сергій Олександрович,

Керівник Дмитрієв Дмитро Олексійович
Опонент Букетов Андрій Вікторович
Опонент Зінько Роман Володимирович
Опонент Дробот Ольга Савівна
Рецензент Лобов Олександр Олександрович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Херсонський національний технічний університет

Опис

У дисертаційній роботі виконано аналіз сучасних стендових методів випробувань пневматичних шин з їх впливом на властивості матеріалу, як фактори оцінки критеріїв працездатності гумо-кордної конструкції. Основні контрольовані показники деформативності пневматичних шин в цілому на сучасному етапі вивчають поза показниками якості матеріалу шин його ступеня накопичення пошкодження, використовуючи непрямі параметри впливу та відгуку такі як тиск, геометрія плями контакту, умові показники зусилля зчеплення, керованість, що заважає оцінці та удосконаленню такої високотехнологічної конструкції якими є пневматичні шини. Особливу увагув дисертаційній роботі привернуто до механічних властивостей гумоеластомерної матриці, в якій саме накопичуються пошкодження різного виду.Вивчались результати ступеня і комплексу пошкоджень матеріалів створених багаторазовими подоланнями штучних перешкод, в результаті чого відбувається ерерозподіл навантажень у волокнистих наповнювачах таких як: металевий корд, тканина та границі їх розподілу. Зважаючи на дану обставину, в роботі застосовано метод оцінки матеріалів випробування на розтяг, розшарування та фрактографічний метод зламів. Розглянуто пневматичну шину, з боку фрактографічних оцінок, геометрії зламів як волокнисті композитні матеріали котрі складаються з матриці, що містить зміцнювальні одновимірні елементи у формі волокон, дроту, ниткоподібних тканин та кристалів. Визначено, що механічні пошкодження шин, в процесі експлуатації впливають не на матрицю, а на армуючі волокна, що призначені використовувати як зсувний механізм гальмування тріщин самими волокнами на поверхні зчеплення матриці, з армуючими наповнювачами для зміцнення тому поверхні розподілу у волокнистих композиційних матеріалах розглядають, як самостійний елемент структури. В перехідному шарі формуються зв’язки між зміцнювальними волокнами та матрицею, крізь яку передаються механічні напруження. Від будови даних зв’язків залежать умови гальмування тріщин викликаних механічними пошкодженнями при експлуатації автомобільних шин, тому дисертаційне дослідження зосереджене на цьому. В дисертаційній роботі запропонований стенд, який призначений для динамічних випробувань пневматичних шин і забезпечує визначення в лабораторних умовах терміну служби шини, залежність його від швидкості руху динамічного радіуса шини та шляху пройденого шиною до руйнування. Випробувальний стенд дозволяє відтворювати умови експлуатації шини, в тому числі найбільш екстремальні з точки зору вертикального навантаження, кута заносу і швидкості. Для побудови динамічних моделей механічних систем і тіл використовувався метод рівнянь Лагранжа, а для комп’ютерного моделювання процесу гальмування – середовище 3dStudioMAX. Запропоновано технологію моделювання проміжних станів деформації шин і їх порівняння з ступенем накопичення пошкоджень як деформації ділянок при подоланні перешкод різної геометрії при стендових випробуваннях. Отримано результати експериментальних вимірювань пружної деформації, масивів даних щодо коефіцієнта демпфування автомобільних шин 175/70 R13 при різних тисках на спеціальному стенді, з кореляцією з терміном роботи, що відтворює процеси накопичення механічних пошкоджень при подоланні дорожніх перешкод складної геометрії; отримані дані застосовано у новому методі оцінки проміжних станів матеріалу шин щодо прогнозування механічних та експлуатаційних характеристик. Показано кінематичну поведінку колеса автомобіля на дорожньому покритті із визначеними механічними пошкодженнями і властивостями. Такий підхід є альтернативою суто теоретичному визначенню змін властивостей матеріалів як реакцій колеса і шини на різноманітні перешкоди в різних умовах руху автомобіля і дії зовнішніх факторів. У роботі проведені тестові випробування, силові і вібраційні на багатокоординатному стенді з просторовим розташуванням приводів для відтворення орієнтації колеса в найбільш наближених до дорожніх умов. Визначено із кореляцією пошкоджуваності матеріалів радіальною жорсткістю та коефіцієнтом похибки шин при радіальних коливаннях для колеса, що обертається, залежно від швидкості прокачування, тиску повітря в шині та радіального навантаження виміряно власні частоти вібрацій, коефіцієнти демпфування шин легкових автомобілів в залежності від тиску повітря і зміни жорсткості.

Дата реєстрації

2024-02-20

Додано/оновлено в НРАТ

2024-05-27 / 2026-07-01