12
Руководство пользователя
×

7.9.2 Расчет реакций опорной поверхности, действующих на кольцо

Расчет упругих составляющих  сил нормальных реакций опорной поверхности в -м секторе шины и расчет эквивалентной плоскости описаны в пункте 7.5.
Предполагается, что нормальная реакция опорной поверхности в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины направлена по вектору  нормали вспомогательной плоскости и приложена в точке  кольца, являющейся проекцией на вспомогательную плоскость вдоль вектора  контактной точки  элемента протектора недеформированной шины.
Сила нормальной реакции опорной поверхности с учетом демпфирования в -м секторе шины вычисляется по формуле (28):
,
где  – проекция скорости кольца брекера в центре объема деформации -го сектора шины относительно опорной поверхности на вектор .
Величина и вектор упругой составляющей нормальной реакции опорной поверхности в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины определяются следующим образом (рис.38):
,
где  – расстояние от контактной точки  элемента протектора недеформированной шины до вспомогательной плоскости; если -й цилиндрический сегмент -го сектора шины находится не в контакте, то ;  – доля нормальной силы в секторе, приходящаяся на равномерное распределение силы; в модели принято ;
 – количество цилиндрических сегментов -го сектора, находящихся в контакте.
Сила нормальной реакции опорной поверхности в -м секторе шины определяется как равнодействующая сил всех элементов сектора:
.
Момент нормальной реакции опорной поверхности в -м секторе шины относительно центра кольца определяется по формуле:
,
где  – радиус-вектор точки приложения нормальной реакции в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины.
Главный вектор и главный момент нормальных реакций опорной поверхности в центре кольца определяются по следующим формулам:
; .
Для каждого сектора задается ортогональная система координат сектора шины, расположенная следующим образом (рис.39):
      центр системы координат сектора находится в центре  кольца;
      ось  направлена вдоль вектора нормали  вспомогательной плоскости;
      ось  лежит в плоскости, образованной вектором  и осью вращения кольца и направлена в ту же сторону, что и ось вращения кольца;
      ось  дополняет систему координат до правой.
 
Рис. 38. Распределение нормальных реакций опорной поверхности в поперечном сечении шины
Рис. 39. Деформации протектора -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины
 
Тангенциальные деформации и силы элементов протектора определяются по упругим смещениями контактных точек протектора вдоль осей  и  системы координат сектора, а их предельная величина ограничена силой трения между шиной и опорной поверхностью. Ниже приводится алгоритм расчета тангенциальных деформаций и сил элементов протектора:
где  – проекция на плоскость  вдоль вектора  вычисленной на предыдущем шаге расчета контактной точки  элемента протектора в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины (рис.39);  – предварительный вектор тангенциальной деформации протектора в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины.
 
 
По предварительным векторам деформаций  для каждого элемента контакта определяются окончательные вектора деформаций  и окончательные вектора сил  по алгоритму приведенному в пункте 7.7. При этом в качестве жесткостей  и  используются жесткости элементов протектора в тангенциальном и осевом направлениях  и , а в качестве радиальной деформации  используется нормальная реакция опорной поверхности в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины . Сила  действует на элемент контакта во вспомогательной плоскости и приложена в точке . Контактная точка  элемента протектора в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины на плоскости  на текущем шаге расчета определяется следующим образом:
где , ,  – единичные вектора осей системы координат , ,  – координаты окончательного вектора деформаций  в системе координат .
При расчете мощности трения скольжения время скольжения  берется равным .
Сила тангенциальной реакции опорной поверхности в -м секторе шины определяется как равнодействующая сил всех элементов сектора:
.
Момент тангенциальной реакции опорной поверхности в -м секторе шины относительно центра кольца определяется по формуле:
,
где  – радиус-вектор точки приложения нормальной реакции в -м цилиндрическом сегменте -го сектора шины.
Главный вектор и главный момент тангенциальных реакций опорной поверхности в центре кольца определяются по следующим формулам:
; .