Многоспицевая безвоздушная шина из композита: тепловое состояние
Аннотация
В работе представлен анализ установившегося теплового состояния композитных спиц
безвоздушного колеса(шины) при движении. Нагрев спиц на высоких скоростях движения–
один из основных недостатков безвоздушных колес, проявляемый вследствие наличия
внутреннего трения в материалах, поглощающего часть энергии деформации. Повышенная
температура материалов колеса оказывает существенное влияние на его работоспособность,
так как снижает механические свойства материалов, создает дополнительное термонапря-женное состояние и ведет к деградации материала. Рациональным решением данного во-проса является использование современных расчетных методов вместе с применением ком-позитных материалов, обладающих малым внутренним гистерезисным демпфированием.
Рассеянная энергия деформирования, представляющая собой площадь петли гистере-зиса, определяется вязкоупругими свойствами материала и деформациями при нагруже-нии. Необходимые для расчета теплового состояния вязкоупругие свойства стеклопластика
были определены экспериментальным путем на динамическом механическом анализаторе
DMA 242 C (NETZSCH). Деформации спиц колеса определены из расчета на статическую
прочность, с учетом нюансов предложенной конструкции.
Полученные данные были использованы для расчета внутреннего нагрева спиц колеса
при движении на двух скоростях: 5 и90 км/ч.
Результаты проведенной работы позволяют считать предложенную многоспицевую
конструкцию безвоздушной шины вполне работоспособной, обладающей низким тепло-выделением и возможностью применения в гражданских и военных транспортных средствах, в целях повышения надежности и снижения инфракрасной заметности.
