Нелинейные механические свойства резин и резинокордных композитов и работоспособность деталей шин (1090180), страница 27

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 27)

Получим:tg20 = 2окн3.(3.5.4)При подстановке в (3.5.4) значения =1, получим максимальноезначение угла 0, при котором нить корда не сжимается при растяженииобразца. Данный угол равен 54,7.Провели экспериментальное исследование описанного явлениясжимаемости нитей корда. Использовали образцы ОКН на основе корда 23КНТС с углами 45, 54, 60. Полученные результаты обобщены в видеграфиков (рис. 3.5.3).Соотношение (3.5.4) получено для случая, когда нити корда имеютмодуль, равный модулю резины. Однако для реальных образцов модульрастяжения корда существенно выше модуля растяжения резины. По этойпричине, предсказываемое теорией удлинение нитей корда не будетреализовано в эксперименте, и в этой области следует рассматриватьдлину нитей неизменной при растяжении образца.Предсказанная теорией область сжатия нитей имеет место.

Однако,экспериментальная и теоретическая зависимости для 0=60 различаютсясущественно (рис. 3.5.3). Данные различия возможны вследствиепоперечного деформирования и сдвига нити корда в случае еѐ продольногосжатия (рис. 3.5.4).176Для учета этого явления выведем соотношения, описывающиедеформацию ОКН с нитями конечной жесткости.l/l01,051,0251теория 45'теория 54'теория 60'эксп. <=54'эксп. 60'0,9750,950,92511,21,41,6окнРис. 3.5.3 Экспериментальные и теоретические зависимостисокращения нити корда от степени удлинения образцов.1,8степениВ качестве исходных используются соотношения (3.5.5), полученныев разделе 3.4, связывающие нормальную деформацию резины междунитями корда n.рез и тангенциальную деформацию резиновой прослойкирез в образце типа ОКН с параметрами резинокордного слоя и степеньюего удлинения окн (рис.

3.2.3). Нить корда предполагается абсолютножесткой.n  окн  ( sin  sin  0 )  1 р ез  tg р ез ( окн  cos )  cos  0.( окн  sin )    sin  0Здесь (см. рис. 3.2.3): = d0 / h0рез - угол сдвига резины между нитями корда,(3.5.5)177d0- начальный диаметр нити корда,h0 - начальное расстояние между центрами соседних нитей,0,  - угол наклона нити к оси образца до и после деформации.Если нити корда имеют конечную жесткость в поперечномнаправлении и в направлении продольного сдвига, то картинадеформирования резинокордного слоя, фрагментом которого являетсяобразец типа ОКН, имела бы вид, изображенный схематично на рис.

3.5.4в.Выведем зависимости, аналогичные приведенным выше, длярассматриваемого случая нитей корда конечной жесткости.Запишем некоторые соотношения, которые следуют из рис. 3.5.6 рез CQ  2 AMhdlcos  0 )  2 AMl0hdOP  ( окн  cos   kop  tg kop  AM OM  2AM dh  h 0   OKH (sin sin 0 ) (3.5.6)OP= h0 / sin 0d = d0.n.кор n.

рез Здесь:OC  dhd.OQ  d 0 h 0  dn.кор =((n.рез - 1)Ekор)+1,кор =  рез  Gkорh- расстояние между центрами соседних нитей последеформации; кор - угол сдвига нити кордаИз соотношений (3.5.6) легко получить: n. р ез  OKH  ( sin  sin  0 )     n. kop1(3.5.7)178 OKH  cos   р ез  tg р ез  OKHlcos  0  sin  0     kop   n. kopl0 sin   sin  0     n. kopВыражения (3.5.7) позволяют более точно, чем (3.5.5), установитьсвязьмеждудеформациейслоякаркаса,определеннойэкспериментальными методами, и НДС резины между нитями корда.Однако остается открытым вопрос о значениях параметров Еkop и Gkор,прямоеопределениекоторыхсвязаносозначительнымиэкспериментальными трудностями.Определение Еkop и Gkopможет быть осуществлено сиспользованием соотношений (3.5.5) - (3.5.7).

Сравнение с экспериментомпроведем для случая, когда при растяжении ОКН нить корда будетнаходиться в состоянии сжатия.Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных зависимостейполучено для уравнений (3.5.7) при значениях параметров жесткости Gkор< 1 и Ekор < 1. Это свидетельствует о том, что в состоянии сжатия нитьтекстильного корда имеет более низкую жесткость в поперечномнаправлении, чем резина. То же утверждение справедливо и дляпродольной сдвиговой жесткости корда.Полученные результаты позволяют лучше понять детальныймеханизм деформирования резинокордных систем с текстильным кордом имогут быть использованы при уточнѐнном расчете НДС резинокордныхслоѐв резиновых изделий на основе текстильного корда.179а)б)в)Рис.

3.5.4 Схема деформирования образцов ОКН:а- образец до деформации;б- деформированный образец с абсолютно жесткими нитями;в- образец с деформируемыми нитями (нити конечной жесткости);180fКордhdрезкорРезинаfРис. 3.5.5 Деформация ОКН с нитями конечной жесткости181oОРМАР/В/ВQQ/Рис. 3.5.6 Фрагмент образца ОКН с нитями конечной жесткости до ипосле деформации1824. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКН И ПОКАЗАТЕЛИРАБОТОСПОСОБНОСТИ БРЕКЕРА И КАРКАСА ШИН4.1Объекты и методы испытанийВ этой главе приведены результаты механических испытанийрезинокордных образцов типа ОКН, описанию которых посвященазначительная часть предыдущей, третьей, главы. Там мы научилисьвоспроизводить на образцах нужное нам НДС, и теперь посмотрим, какотразится на результатах испытаний варьирование НДС, температуры, ипроч.Объектами исследования служили резинокордные композиты,представляющие собой обрезиненное резинокордное полотно.

В работеиспользовали резину и корд, предназначенные для производства легковыхи грузовых радиальных шин современных конструкций. Иххарактеристики представлены в табл. 4.1.1.Таблица 4.1.1. Характеристики РККОбозначениеДиаметрШифр резиныкорданитей, мм10Л 22/1528Л 22/154Л2713 АТЛ-ДУ23 КНТС20 П(безуточный)0,881,320,610,50,050,70,050,620,032э-25602э-25602э-25602э-27042э-27022э-2767Шаг нитей, мм(число нитейна 10 см)1,82,51,3(14010)(10010)(1001)Калибробкладки, мм1,82,31,351,11,151,1Промышленные резиновые смеси, предназначенные для обкладкитекстильного и металлического корда, изготовлены на опытном шинномзаводе НИИШП. Все применяемые в смесях ингредиенты соответствуюттребованиям ГОСТ и ТУ.В качестве армирующих материалов использовали текстильный иметаллический корд следующих типов:183текстильный: 23 КНТС, 13 АТЛ-ДУ;металлический: 4Л27, 10Л22/15, 28Л22/15.Крометого,исследовалиэкспериментальноебезуточноерезинокордное полотно на основе полиэфирного корда 20П.Резинокордныеобразцывулканизоваливлабораторномвулканизационном прессе в изотермических условиях и навулканизационно - испытательном комплексе «ТЕМП-1», в реальныхнеизотермических температурных режимах, снятых при помощитермопары для шины модели Ех-85.Целью упруго-прочностных испытаний является определениеусловных напряжений, прочности и разрывного удлинения резинокордныхобразцов типа ОКН при данном соотношении касательных и нормальныхнапряжений на границе «корд-резина».Данный вид испытаний состоит в том, что ОКН закрепляют взажимы разрывной машины и тянут с постоянной скоростью до разделенияобразца на части.

В качестве разрывных машин использовали Тензометр Т10 (ф. Монсанто, США) и УТС-10 (ф. UTS, Германия). Скоростьподвижного захвата машин задавали 500 мм/мин. Обе машины оснащенытермокамерами, позволяющими проводить испытания при температуре от-70 до +250 С. Зависимость условного напряжения от относительногоудлинения фиксировали графически и записывали автоматически в видетаблицы, которая сохраняется в памяти управляющего компьютера.

Дляопределения величины деформации растяжения в области однородногодеформированияиспользовалиэкстензометр,зажимыкоторогофиксируются на границах рабочего участка ОКН. Границы рабочегоучастка отстоят от зажимов на расстояние не меньше b/tg, где b - ширинаобразца,  - угол между направлением нити корда и продольной осьюобразца (рис. 3.2.1).

Это требование следует из опыта проведенияиспытаний и связано с тем, что рабочий участок однородногодеформирования не должен включать в себя нити корда, закрепленные взажимах разрывной машины.Длина рабочего участка, толщина образцов и величина деформацииопределяются с точностью 0,01мм.184Размеры образцов для испытаний: длина 1202 или 1502 (мм),ширина 150.2 мм. Угол  является важной характеристикой ОКН. Какбыло показано выше, от величины этого угла зависит соотношениенормальных и касательных составляющих общего напряжения,действующего на границе «корд-резина». Значения угла рассчитывается поформулам, приведенным в предыдущем разделе. Для проведенияконтрольных испытаний значения угла рекомендуется выбирать из ряда:20, 30, 45, 60, 75, 90 градусов.Существенное отличие текстильных ОКН от металлокордныхсостоит в том, что при значениях  от 54 до 90 градусов нить текстильногокорда укорачивается при растяжении образца, в то время как нитьметаллокорда сохраняет свою длину (см.

Характеристики

Список файлов диссертации