Файл: Петров М.А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 0
мации развиваются при сравнительно низких напряжениях и могут достигать 500ч-700% от начального размера.
Характерной особенностью для эластомеров также явля ется тот факт, что напряжение при деформации со временем снижается, т. е. происходит релаксация напряжения. Так как в реальных условиях нагружение производится с некоторой скоростью, механические свой ства резины определяются как ее упругими свойствами при равновесии, так и релаксационными свойствами, связанными со скоростью установления этого равновесия. Релаксаци онный процесс протекает тем быстрее, чем выше температу ра, поэтому весь комплекс ме ханических свойств резины . в большей степени зависит от ее температуры.
Указанные особенности по ведения резины под нагрузкой находят отражение в структу ре различных схем, моделиру ющих механические свойства подобных материалов [5, 6, 7, 8]. В качестве примера можно привести механическую мо дель, состоящую из двух па раллельно включенных пру жин и соединенного последо вательно с одной из них жид костного демпфера (рис. 1.3). Согласно этой модели, мгно
венно приложенное напряжение о растягивает обе пружины и вызывает общую деформацию X, которая зависит от вели чины равновесного ( Е&) и неравновесного (Е ->) модулей уп ругости. Одновременно в демпфере начинается перемещение поршня и перетекание жидкости, зависящее от ее динамичес кой вязкости (г)), вследствие чего уменьшается деформация последовательно включенной пружины, а значит и общее нап ряжение а, т. е. происходит релаксация. Через определенное время установится какое-то значение напряжения о«,, практи чески мало меняющееся в дальнейшем [9].
11
шины надутой Для
мсла:ЮЮЮЮЮЮм^_^м
Ч О Ю ф О ) ^ ^ д юоо ооЯ 5 -4 СП п О О О р О О О О О О О О С Л
p l l i n i l l l l f l l
спслсл^лслслслслслсл I |
СОСО |
J .G J O O ^ O O O O O O |
M COCO |
^gcnoooo^oooocooooooocnoo |
I I |
I |
I I |
I |
I I I |
I I I |
I I |
|
Я 5а |
“^ > |
|
cn |
|
Ю |
|
|
|
|
^ ^ С О Ю Ю Ю Ю Ю Ю м м м м м |
Іа _ |
|
||||||
•»О CD »—* |
О |
4^ CO CO »— 4 |
CO O ) 05 |
» я ca |
||||
O O C O t O M H |
СЛ.СЛ КЭСЛ |
|
» »Осг |
|||||
Vj |
V о |
п X |
||||||
сл |
"toVi сл’слѴэ'ю |
* -q сл |
Г - & |
о |
||||
|
|
Сл ел |
сл |
сл |
сл |
X S |
н |
..—.^-tocococotocooo-o-oa)
“-4С 5> — |
|
О » —‘ СО О О СО СО СЛ *“4 С О * —‘ »—1 |
|
:V-3 03Ѣ'*. |
|
|
|
|||||||||||||||||
сл сл сл со |
|
* |
* |
|
|
* |
|
|
|
|
||||||||||||||
С Л ь - ^ О С Л Ю О О С П С О Ю ^ С О С О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
_ |
о |
— С |
|
|
|
|||
ОоСОСО-~^СлСЛ4^СЛЬОСО*~*ОЮО |
w о |
— 0 |
|
О |
С |
|
|
|
||||||||||||||||
r o o t » |
|
|
Я к |
|
|
|||||||||||||||||||
О О С П С о Ю Ю Ю Ю - ѵ І С Л ^ і ^ Ч О |
к |
и "2 о э * о с |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
ъ |
|
|
BS |
О ,с |
о |
я |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
■“•qOO^COCOCOCOCOtOtOtO»—‘Ю»—■* |
|
|
|
о |
|
|
ö |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
С ’Э ‘5 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
о |
|
я* |
|
|
|
|
|
О О С 04 ^ сл “-4С5-4сл —* сл -4 © 4* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* сл |
|
сл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЛ cotoco^cotococo» —• to •—* *—* to |
|
*о |
. я |
|
я |
тэ |
|
|
|
|||||||||||||||
|
? |
5 |
Е * 2 |
М |
|
|
|
|
||||||||||||||||
^ 0 0 )0 0 '-‘{ОЮО>ѴІСЛСЛДСЛ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
О О іО О О О о С О О О н Ю О іО О |
|
и 5 я 5 s |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 o ' 0 =*< |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І |
I |
o w n |
|
|
|
|
|||||
со ю со» |
|
|
ю » |
|
|
|
|
|
|
|
“5 -о )а О |
|
|
|
||||||||||
СО CD I |
|
|
■* -4 і—»-q 05 05 со ю о |
- со |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
S О О Ч Н . |
|
|
|||||||||||||||||||
V J O )”O ’^- |
сл |
|
|
сл ооѴо сл |
|
5 * 2 |
Н |
|
“J * 2 |
|
> ; |
|
|
|||||||||||
00 -о со 4Ь- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ИfPS я |
|
|
|
||||||||||||
|
-4 |
со to |
|
|
|
|
00 СОсо |
|
” |
Т. |
|
|
ta |
|
|
Некоторые |
||||||||
-4 «4 о |
|
СО4ч оо 00 СЛ |
|
|
|
и ü С'“• |
|
5 > |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X = н |
|
|
|
|
||||
|
00 Іо СО ОСЛО) СЛ СО •—‘ О ро.оо 00 |
|
и о е ® |
с |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
Г О |
|
|
5 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
спел сл |
|
слсл слѴо |
|
~ |
я с» g |
|
|
|
|
|
||||||
|
I__ |
|
|
|
|
ѵІа*СПtOJ4чЯ«СЛпневматическим |
||||||||||||||||||
|
|
1РГпPсо .<-Т\Р’/*2,г0 н |
||||||||||||||||||||||
со со to »—* — >—»— — |
^ |
|
|
|
‘в |
|
Ж X |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
ж л |
|
|
cs |
|
|
S |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
о |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
сл’сл |
|
|
|
|
сл |
|
'сл сл сл |
|
S |
“ |
£ |
g |
s |
|
| |
|
|
||||||
° |
® сл |
|
|
|
Сл’сл Сл’сл 00 |
|
|
|
|
|
я |
£ |
|
СЭ |
С |
■ |
данные |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
Q |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г5 О» |
|
я J |
|
|
|
||||
Ю СО 05 00 |
— — сл а» оэ |
о> сл сл |
! |
3 |
|
|
|
0 |
о |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ |
= |
§ й 5 |
| |
|
|
> |
|
|||
^iècncocncO'-ja^cnto^——‘со |
50*0 |
|
я |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
о |
о ^ э |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
05 СЛ ►— ЮСлОСЛ-чЦОООЮС |
О |
і |
й |
|
¥ 5 |
S |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
; |
я |
: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
~ |
я |
|
|
|
|
|||
tO tO |
|
|
|
|
- ^ |
|
|
|
|
|
Ч |
л о |
|
л о |
|
|
|
|
||||||
►^oco^oioococncncn^^j |
корда |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
_ |
_ |
|
|
|
|
|
to ю |
►— •-» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 4 4 ч О » —» О С О С Л —» С 0 ч ч ч ч і—» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
tO 4ч to .со СЛ О ЬО .4ч |
со '—•00 сл 00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шинам |
||||||||||||
СО со’-4 О СО СОѴо О со со to о 00 о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
СО |
|
|
-4 со to to о |
to -О |
|
—» СО |
—» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4ч |
|
|
СЛ -4 05 |
СО 00 4ч |
|
05 СО |
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я Я Я ч; ч: д Jsjs 4;js£a |
sis s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отечественных |
||||||||||||
И X X = tr я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
O O O K S O O O s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ш ш о s s я s о я х о о а x> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
с г с г с г и о з с г о о ш о о о о о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Б В E-S-S Е Щ ^ Ц Щ Ц » Ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
a s s |
|
по |
°to a "ЕЙЕЕЕЕЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
:s sc Ьз |
Sc se |
|
St Sc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
"0*0*0 5 |
|
|
^ |
cr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
о О О X я |
. s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
о |
о |
|
о |
- |
|
|
|
sc • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
COCO»—‘ *—*»—»tO»—•»—•»—»C >—» |
|
|
5 |
|
:з |
|
|
|
|
моделей |
||||||||||||||
СЛСЛ-4004ч©4ч00 СЛ-^ to СО СО со |
|
; |
ä |
| |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
сл05 05 05 05Сл-4 405- |
соо> |
|
а |
о |
|
|
^ |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
ш n s |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
Е |
В |
я |
|
|
|
|
||
С Л 1 0 0 - 4 0 С Л 4 ч » — |
0 0 |
|
— СО»—• |
|
|
|
d |
53 ? |
|
|
|
|
||||||||||||
о о о о * |
- О О ■ |
|
о о о о |
|
|
= |
|
і |
! |
і |
|
|
|
|||||||||||
4ч СО"4ч сл С |
'to'to 05’to СОVo ч |
ч'»— |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
я (а ГО“ I |
|
|
|||||||||||||||||||||
СЛСоОООГОСЛСООО»—‘OC»—•>—»00 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ООСОСОс04чсОООЮчсО© 0> ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
05 СЛ |
00 05 |
|
|
|
00 05 |
|
|
2 т |
Е |
? |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5? О а |
о |
|
|
|||||
КЭ »-» СО to to.to to to .to |
to to to ► |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
’to Co *»—»05’*-4'to’•—»Vo СО’сл"О 05 Vo CO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
О СЛ “4 05 00 СЛ 05 О СО Ю 00 05 to 00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
O 05 05 O5OC0tOC005C005t0Q0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
.to.to to о .о .to о |
о о |
о |
о |
о о о |
|
|
|
|
|
Е |
о |
|
|
|
||||||||||
|
• о ^ а я н |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
-»-4 |
|
|
|
|
05 |
“4 05 СЛ СО СЛ |
|
а |
|
м |
о ± |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
чоявЕ |
|
|
|
|||||||||||||||
.-.^ОСЛООД^СПСООСЛЮО |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
4ч4Ч05СЛ |
|
Ю 4^. 05 05 “«4 СЛ Ю |
|
я |
= |
= |
|
Е о |
|
|
|
|
||||||||||||
Со*4 |
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к, |
*о |
а |
-1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
w |
о |
|
|
|
|
|||
*— to |
•—• •—• |
to |
to |
|
|
|
|
|
*3 ,2 |
п |
* |
|
|
|
|
|||||||||
СЛ СЛ СЛ * 4 СО СЛ О ) 05 с л |
|
|
|
|
|
Е |
* |
3 |
g |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■ S |
аi sо |
|
|
|
н * |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
|
- * |
|
4 ь. »— |
|
|
СЛ |
»—» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОѴ |
||
004^0)0-к10сО-ѵ4^^00СЛС04^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
< - K j 0 5 C n 4 ^ C 0 4 ^ C 0 4 ^ C 0 4 ^ t O t O t O ' —‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
||||||||||||||
- 4 СЛ 4 ^ 00 СО СЛ О |
о СЛ СО СЛ 4^ О . Ю |
|
S s |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Чв
,Пробояхительноыпь. мин
Рис. 1.4. Релаксация напряжения при сжатии резиновых образцов из натурального каучука:
Д — образцы треугольной формы; О — образцы круглой формы; □ — образцы квадратной формы.
На рис. 1.4 приведена экспериментальная зависимость ре лаксации напряжения при сжатии образцов, изготовленных на основе натурального каучука [10]. Характер зависимости свидетельствует о том, что основное падение напряжения про исходит за первые 10 минут и составляет около 8% от на чального напряжения.
Следует отметить, что приведенная модель механических . свойств резины является лишь первым приближением к фак тическому поведению резины при деформациях. Действитель ные процессы релаксации многообразны и имеют длитель ность от 0,00001 сек. до нескольких лет. Последнее характе ризует наличие «памяти» у полимеров, выражающейся зави симостью деформативных свойств материала образца от его предыстории.
Статическое нагружение резины
Несмотря на наличие зависимости механических свойств резины от времени действия напряжения, в инженерных рас
четах |
эластические свойства |
при статическом |
нагруже |
|
нии |
описываются |
законами классической теории |
упругости |
|
с использованием |
равновесных |
модулей. При этом, |
согласно |
12
статистической теории Куна [5, 42], количественная связь между напряжением и однородной объемной деформацией образца резины (рис. 1.5) определяется зависимостями:
а1 — S2= K (>Ч — /'?))
а2- а 3 = К 0 | - ) | ) , |
(1 .1) |
где
щ; 0 2 ; о3 — главные напряжения;
—относительные деформации;
К— модуль упругости материала.
Из приведенных уравнений следует, что при заданных ве личинах деформации можно определить только разности между соответствующими главными напряжениями. Ввиду практической несжимаемости резины (коэффициент Пуассо на |.і= 0,47-к0,49) добавление равных напряжений по всем направлениям не изменяет соотношения деформаций, и на пряжения остаются неопределенными. В том случае, когда известно хотя бы одно главное напряжение, уравнения (1.1) приводят к единственному решению.
Простое растяжение-и сжатие (02=0; сг3= 0 )
В этом случае начальный размер образца увеличивается в направлении действия напряжения до а два других раз
мера уменьшаются до величины ~у^= (иа основании равен
ства объемов до и после деформации). Согласно уравнениям (1.1) имеем:
у ) , |
" (1.2) |
или,' переходя к условным напряжениям оу, т. е. силе, отне сенной к единице сечения образца, измеренного в недеформированном состоянии, получим:
0„ = - i = s ( i . - - L ) . |
(1.3) |
Характер этой зависимости свидетельствует о существен ной нелинейности в области больших деформаций, а поэтому классический модуль Юнга целесообразно применять лишь для расчетов малых деформаций.
13
Рис. 1.5. Схематическое изображение однородной деформации: а — образец до деформации; б — образец после деформации.
Одноосное растяжение и сжатие в бесконечной среде (продольная объемная деформация)
Если тонкий плоский образец, имеющий большую пло щадь, подвергается в направлении его толщины действию рас тяжения или сжатия, то происходят изменения как формы, так и объема образца. Но в этом случае преобладают измене ния объема, так как напряжения, возникающие в окружаю щей среде, препятствуют деформации образца.
В результате деформация в направлении действующей силы'фактически будет определяться свойствами образца к изменению объема, т. е.
а, « К Ь . |
(1-4) |
Принимая во внимание, что объемный модуль К равен:
[111 |
' *Е |
(1.5) |
|
|
1 — 2 р . ’
и, подставив значения коэффициента Пуассона для резины, получаем:
К = (6 + 3 3 )Е . (1.6)
Таким образом, крайние значения этого модуля могут от личаться во много раз. Реальные условия работы резины в
14
различных конструкциях, в том числе и в элементах шины, являются сочетанием рассмотренных крайних случаев. В свя зи с этим деформативные свойства резиновых элементов мо гут значительно изменяться в зависимости от условий рабо ты. По имеющимся данным [12], деформация сжатия рези нового образца при одной и той же нагрузке может изме няться в 4ч-6 раз при различных условиях контакта с опор ными поверхностями. Деформация образца зависит также от соотношения боковых и торцевых поверхностей. Изменением площади боковой поверхности (площади «вспучивания») за счет увеличения высоты образца можно в несколько раз из менить его жесткость.
Динамическое нагружение резины
Наличие релаксации напряжения в деформированной ре зине обусловливает зависимость ее упругих свойств от вре мени и температуры. Модули упругости слагаются из равно весной и неравновесной составляющих, т. е.
Е=Еп -1-Е->, |
(1.7) |
|
G=Gco -j-G-t, |
||
|
||
где £7 ; G- — неравновесные составляющие модуля Юнга и мо |
||
дуля сдвига. |
уменьшением вре |
|
Величины G T и Е , увеличиваются с |
||
мени действия напряжения (увеличением |
частоты нагруже |
ния), что приводит к возрастанию суммарных (динамических) модулей упругости. Изменение модулей весьма существенно для кратковременного нагружения (ІО-8 сек.), а в диапазоне от 0,001 сек. до 1,0 сек. находится в пределах 140% [6; 41].
Другим следствием релаксации напряжения является зна чительное несовпадение упругих характеристик при нагру жении и разгрузке резинового образца, т. е. проявление внут реннего трения.
Количественной оценкой внутреннего трения является раз ность между работой, затраченной при нагружении, и рабо той, полученной при разгрузке. Эта разность зависит от пара метров образца, режима деформирования и от температуры, при которой проводится процесс деформирования. Причем влияние температуры и скорости деформирования проявля ется аналогично, что позволяет использовать метод темпе ратурно-временного приведения к исследованию динамиче ских свойств резины [13].
15
С помощью этого метода испытания при широком диапа зоне изменения скорости деформации можно заменить испы таниями при различных температурах образца. Изменение температуры на 100ч-120° С соответствует изменению скорос ти деформации на 14ч-16 порядков, что свидетельствует о превалирующем влиянии температуры на динамические свой ства резины.
Экспериментальное определение внутреннего трения обыч но проводится при циклических (гармонических) режимах нагружения с регистрацией изменения деформации и напря жения по времени. Вследствие релаксации напряжение и де формация сдвигаются по фазе на величину угла 6, называе мого углом потерь. Анализ векторного представления гармо нического движения позволяет определить тангенс этого угла через отношение проекций вектора динамического модуля уп ругости на действительную и мнимую оси [14].
где |
|
G" — проекция динамического |
модуля упругости на мни |
мую ось («модуль потерь»); |
модуля упругости па дейст |
G' — проекция динамического |
вительную ось («упругий модуль»).
На рис. 1.6 в логарифмических координатах дано измене ние этих модулей от угловой частоты циклического нагруже ния резинового образца, изготовленного на основе натураль ного каучука [6]. Характер зависимостей свидетельствует о значительном росте внутренних потерь с увеличением частоты нагружения. В частности, для выделенного диапазона частот (lgo) = 04-3), который с некоторым приближением можно считать «рабочим диапазоном» для материала автомобиль ной шины, изменение упругого модуля находится в пределах 110%, а модуль потерь изменяется почти в 10 раз.
Еще в большей степени на внутреннее трение влияют тем пература образца и амплитуда деформации [15, 16].
При изучении общих закономерностей зависимости упру гогистерезисных свойств резины от ее состава обнаруживается универсальная зависимость между модулем внутреннего тре ния М (M = 2nG") и неравновесной частью динамического модуля. Приближенно эта взаимосвязь может быть записана в виде эмпирического соотношения [15]:
- 5 |
0 |
5 |
10 (qUJ Усек |
Рис. 1.6. Зависимость упругого модуля и модуля потерь от угловой частоты циклического нагружения резинового образца:
G' — упругий модуль; G" ■— модуль потерь; |
to ■— угловая частота |
нагружения. |
|
Мй 0,5 £ , |
(1.9) |
Справедливость зависимости (1.9) подтверждается много численными экспериментальными данными.
Внешнее трение ■
Согласно современным теориям внешнее трение резины обусловлено преодолением адгезионных сил, возникающих между трущимися телами, и преодолением сопротивления объ емному деформированию материала при обтекании неровно стей [17; 18; 19; 20; 21]. Удельный вес этих составляющих из меняется в зависимости от условий контактирования сопря женных поверхностей. В частности, на сухих гладких поверх ностях преобладающее влияние оказывает адгезионная сос тавляющая силы трения, а на влажных поверхностях решаю щее значение имеет деформационная или гистерезисная сос
тавляющая. Соотношение между ними также в значительной мере зависит от удельного давления, шероховатости, темпера туры и скорости относительного перемещения трущихся по верхностей.
Количественную оценку внешнего трения обычно произво дят через максимальную силу трения, соответствующую дан ному режиму нагружения, или через коэффициент трения ц, который равен отношению этой силы к нагрузке, сжимающей трущиеся тела [22].
В настоящее время имеются многочисленные эксперимен тальные данные о влиянии на величину внешнего трения раз личных факторов, характеризующих условия контактирования трущихся тел, в том числе и резины. На основании этих экс периментов выявлено, что коэффициент трения почти в равной мере зависит от сочетания материалов, конструкции фрик ционной пары и режима работы, который обусловливает из менения, протекающие как в материале, так и в геометричес ком очертании неровностей. Поэтому получение надежных зна чений коэффициентов трения, которые могли бы быть воспро изведены, требует исключительной тщательности и точного контроля условий опыта [23].
Несмотря на указанную трудность, работами советских и зарубежных ученых установлено, что при контактировании резины с недеформируемыми поверхностями основным фак тором, влияющим на коэффициент трения, является фактиче ская площадь контакта. Эта площадь, в свою очередь, зави сит от геометрии поверхности, от степени чистоты ее, а также
от нагрузки.
На рис. 1.7 приведена экспериментальная зависимость ко эффициента трения резины от удельного давления, получен ная на испытательной установке № 1 (ИУ-1) *. Испытанию были подвергнуты образцы протекторной резины из СКД+ БСК(20:80) ромбической формы площадью 11 см2 и высо
той 1,8 см.
Полученная зависимость свидетельствует о тенденции к уменьшению коэффициента трения с ростом удельного дав ления, что согласуется с данными ранее проведенных иссле дований [17] и объясняется квазиэластичной характеристикой резины в зоне контакта. Последнее позволяет предполагать
* Краткая характеристика испытательного оборудования, использован ного для получения экспериментального материала, приведенного в работе, помещена в приложении.
18