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
;









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:

