CC BY
14
/ЛГГТТгП ГГ Г.СГТГГГЛЛ^ГГГС^
/ 4 (36). 2005 -
The dependence of bending rigidity and stretching module of metal-cord of skeleton construction lxdl+18xd2 on its physical-mechanical characteristics is investigated.
О. А. РЯБЦЕВ, А. В. ВЕДЕНЕЕВ, РУП«БМЗ»
УДК 669
ЗАВИСИМОСТЬ ИЗГИБНОЙ ЖЕСТКОСТИ И МОДУЛЯ РАСТЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛОКОРДА ОТ ЕГО ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Увеличение технического ресурса шин (ходимости) в настоящее время является актуальнейшей задачей. Опыт эксплуатации шин показывает, что решающее влияние на прочностные характеристики шин, определяющие его технический ресурс, ремонтопригодность и другие качественные показатели, оказывают свойства корда — основного конструкционного материала пневматических шин. Кордный каркас является силовым элементом шины, воспринимающим в основном приходящуюся на нее нагрузку. Корд в шине работает в весьма жестких условиях. Он подвергается разнообразным статическим и динамическим многократным деформациям растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения и т.д. Разнообразие условий работы корда вызывает необходимость изучения корда как конструкционного элемента шин.
Напряженно-деформированное состояние корда характеризуется напряжениями, действующими в направлении продольной оси нити апр деформациями и напряжениями, вызванными изгибом нити и напряжениями, возникающими вследствие взаимодействия корда с резиной т ап (рис. 1).
При конструировании шин изучение механизма изнашивания шины с учетом боковой и угловой жесткости самой шины и ее элементов
Рис. 1. Схема нагружения корда в резинокордном слое шины: апр — напряжения в направлении продольной оси корда; ап — напряжения в направлении, перпендикулярном оси корда; т - касательные напряжения, действующие вдоль корда;
М и Мкр — изгибающий и крутящий моменты
продолжает оставаться актуальной задачей. Известно, что требуемую жесткость шины обеспечивает ее брекерный слой. Поэтому металлокорд, используемый в брекере, должен иметь достаточно высокий уровень изгибной жесткости. Иная задача лежит на каркасном слое шины. В каркасе шин металлокорд выполняет две основные функции: обеспечение заданных габаритов при ее накачке и обеспечение необходимой работоспособности каркаса при эксплуатации при заданной нагрузке и скорости движения. Таким образом, металлокорд для каркаса должен обладать высокой прочностью и высоким модулем при растяжении. Поэтому при подготовке предложений по перспективным конструкциям металлокорда следует прогнозировать их область применения в зависимости от изгибной жесткости и модуля упругости.
В данной работе исследована зависимость изгибной жесткости и модуля растяжения металлокорда каркасной конструкции 1хс11+18хс12 от его физико-механических свойств.
Исследования проводили на металлокорде конструкций 0,22+18x0,20 СС, 0,20+18x0,175 СС (вариант обычной и сверхвысокой прочности). Исходя из общетехнических представлений на модуль упругости и изгибную жесткость металлокорда, наиболее вероятное влияние могут оказать уровень прочности проволок, величина шага свивки и диаметр свиваемых проволок.
1. Оценку влияния разрывного усилия на модуль упругости и изгибную жесткость проводили на металлокорде 0,20+18x0,175 СС в обычном и сверхвысоком вариантах прочности.
2. Оценку влияния шага свивки на модуль упругости и изгибную жесткость проводили на металлокорде 0,22+18x0,20 СС, изготовленном с шагами свивки 10,0, 12,5, 16,0 и 18,0 мм.
Л^БНТУ-
3. Оценку влияния диаметра проволоки на исследуемые параметры проводили на металло-корде конструкций 0,22+18x0,20 СС и 0,20+18x0,175 СС.
Испытания на изгибную жесткость (жесткость по Таберу) проводили согласно действующей методике МВИ 840-ЦЗЛ-166-96. Модуль упругости оценивали на разрывной машине с записью диаграммы растяжения по методике МВИ 840-ЦЗЛ-172-2000 (рис. 2).
Зависимость жесткости по Таберу и модуля упругости от физико-механических характеристик металлокорда различных конструкций приведена в таблице.
Как видно из таблицы, жесткость по Таберу возрастает с увеличением диаметра проволоки, но не зависит от шага свивки металлокорда (в диапазоне применяемых шагов) и прочности проволоки. Модуль упругости повышается с увеличением прочности металлокорда и не зависит от шага свивки и диаметра металлокорда.
Заключение
1. Проведены исследования зависимости из-гибной жесткости и модуля растяжения металлокорда конструкций 0,22+18x0,20 СС, 0,20+18x0,175 СС и 0,20+18x0,175 СС 8Т от его технических свойств.
2. Жесткость по Таберу возрастает с увеличением диаметра проволоки, но не зависит от шага
л гттгп гг г^гшгдтг:гг / до
-а (36), 2005/ иЭ
Рис. 2. Диаграмма растяжения металлокорда и определение модуля упругости: Ря — агрегатный разрыв металлокорда; Ри, ео — растягивающая нагрузка и удлинение, соответствующие началу пластической деформации; еп — полное удлинение металлокорда при разрыве
свивки металлокорда (в диапазоне применяемых шагов) и прочности проволоки.
3. Модуль упругости возрастает с увеличением прочности металлокорда и не зависит от шага свивки.
4. Полученные результаты сравнительных испытаний компактных конструкций можно распространить и на остальные виды металлокорда.
Зависимость жесткости по Таберу и модуля упругости от технических характеристик металлокорда
типа 1х(11+18х(12
Конструкция Шаг свивки, мм Агрегатный разрыв Ра, Н Жесткость по Таберу Т8Н Полное удлинение еп, % Относительное удлинение е0, % Модуль упругости Еу, Н/м2 Нагрузка Рп, Н
0,22+18x0,20 10 1677 45 2,05 0,73 1816812520 800
12,5 1712 48 2,05 0,91 1829090978 1020
16 1734 47 2,04 0,90 1797836922 1020
0,20+18x0,175 БТ 10 1650 26,6 2,48 0,89 1936685807 860
0,20+18x0,175 10 1345 25 2,16 0,87 1941583173 780
