Обчислювальний підхід моделювання термо-напруженого стану шини на основі алгоритму аналізу її самонагріву. Частина 1 – Tеоретичні основи підходу

Анотація

Еластоміри та їхні композити широко використовуються в сучасній інноваційній техніці: для виробництва авіаційних та автомобільних шин, антивібраційних елементів (гумові, гумо-металеві пружини), демпферів, еластомірних підшипників, застосовуються у підвісах валів, як прокладки між деталями конструкцій, опорних частин та кріплень. Еластомірні елементи конструкцій мають високу динамічну навантаженість, зокрема циклічного характеру, що супроводжується утворенням петель гістерезису та, як наслідок, виникнення явища самонагрівання. Підвищення температури у середині матеріалів викликає суттєві зміни у їхніх механічних властивостях, знижує характеристики міцності, прискорює процеси старіння та деградації, завдає істотного впливу протіканню втомних процесів. Крім того, підвищення температури викликає додатковий термо-напружений стан, здатний істотно змінити якісні картини розподілу НДС конструкції. Таким чином, метою даного дослідження є розробка підходу до оцінки термо-напруженого стану конструкцій з еластомірних матеріалів для можливості  подальшого аналізу його впливу на роботу конструкції в цілому.  Відповідний підхід побудовано на основі чисельного моделювання теплових та деформаційних  процесів, що притікають в конструкції в експлуатації. Запропонований підхід включає  в себе  низку розрахунків на основі МСЕ і базується на фундаментальних підходах теорій пружності та в’язкопружності, теплопровідності та термо-пружності.  Таким чином, в статті представлено підхід до аналізу  термо-напруженого стану елементів конструкцій в умовах експлуатації. Даний підхід було застосовано до визначення термо-НДС пневматичної шини і отримано відповідні картини його розподілу.