7.9 Общее описание модели колеса «шина-EULER-M2»
В данной расчетной модели колеса обод и кольцо брекера жестко скреплены между собой. Шина равномерно разбивается на дискретные элементы по ширине и окружности шины. Эти элементы можно интерпретировать как ворсинки «щетки». Элементы обладают упругими свойствами в тангенциальном и нормальном направлениях по отношению к опорной поверхности. Каждый элемент деформируется независимо от соседних элементов. Внешняя сторона элементов (протектор) сцепляется с опорной поверхностью силами трения. Силы, действующие на элементы со стороны опорной поверхности, передаются непосредственно на обод. При расчете контактного взаимодействия колеса с опорной поверхностью производится отслеживание истории контактных взаимодействий элементов протектора с опорной поверхностью. Структурная схема взаимодействия модели колеса «шина-EULER-M2» с опорной поверхностью представлена на рис.35. Схема функционирования модели показана на рис.36.

Рис. 35. Структурная схема взаимодействия модели колеса «шина-EULER-M2» с опорной поверхностью

Рис. 36. Схема функционирования модели взаимодействия шины с опорной поверхностью
В качестве входных данных для модели используются следующие параметры:
− положение центра обода в неподвижной системе координат
(радиус-вектор
);

− угловая ориентация обода в неподвижной системе координат (вектор параметров углового положения
);

− линейная
и угловая
скорости обода в неподвижной системе координат;


− текущее время
;

− матрица
координат контактных точек (центров внешних поверхностей) элементов протектора в предыдущей точке расчета (
) в системе координат опорной поверхности;


− вектор
состояний контактных точек элементов протектора в предыдущей точке расчета, характеризующих наличие проскальзывания на предыдущем шаге;

− форма опорной поверхности, которая включает параметры положения и скорости элементарных площадок опорной поверхности в неподвижной системе координат, а также формы контактных поверхностей этих площадок;
− фрикционные свойства опорной поверхности;
− геометрические, упругие и диссипативные параметры шины.
В модели рассчитываются следующие силовые факторы, действующие на шину со стороны опорной поверхности:
−
– суммарный вектор нормальных реакций опорной поверхности, действующих на кольцо (обод);

−
– суммарный вектор моментов нормальных реакции опорной поверхности относительно центра кольца (обода);

−
– суммарный вектор тангенциальных реакции опорной поверхности, действующих на кольцо (обод);

−
– суммарный вектор моментов тангенциальных реакций опорной поверхности относительно центра кольца (обода).

В модели также рассчитываются силы, действующие на опорную поверхность. При использовании данной модели требуется, чтобы все элементарные площадки опорной поверхности принадлежали одному звену.
На рис.37 приводится схема расчета взаимодействия шины с опорной поверхностью.

Рис. 37. Схема расчета взаимодействия шины с опорной поверхностью