Петра Федоровича Баденкова. Организационный комитет принял решение

Вид материала

Решение

Содержание Путанкин К. С., Калинковский B.C. Оценка уров­ня эксплуатационных свойств шин производства СНГ и задачи по их совершенствованию Басе Ю.П., Зарецкий М.Р. Эволюция идей техно­логических процессов шинного производства Резниченко С.В., Ларионов В.Ф., Морозов Ю.Л., Бухина М.Ф. Результаты и перспективы работ НИИ Э МИ в области создания РТИ высоког Бухин Б.Л. Механика пневматических шин. Ито­ги симпозиумов Гамлицкий Ю.А. Нелинейная механика резин и резинокордных композитов. Теория, эксперимент и методы испытаний Присс Л. С. Вопросы физики резины на симпозиу­мах «Проблемы шин и резинокордных композитов» Шкулец М. Испытание шин АгаянцИ.М., Салтыков А. В. Страницы развития резиновой промышленности России. От великого пе­релома до великой Победы (1929-1945 Шешенин С. В., Маргарян С.А. Итерационный метод решения трехмерных уравнений, моделирую­щих НДС пневматических шин Марченко С.И., Соколов С.Л., Ненахов А.Б., Сви­ное В.М. Расчетный комплекс проектирования шин на основе МКЭ Фомичев Ю.И. Моделирование НДС надутой пневматической шины при воздействии локальной боковой нагрузки от массы автомобиля Кваша Э.Н. Развитие механики пневматических шин в Украине с 1970 по 2000 годы ЧернягаИ.М., Володина Т.Н. Распределение удель­ных давлений в контакте катящейся шины Павлюк А.С., Поддубный В.И. Определение со­ставляющих увода пневматического колеса Томило Э.А. Сопротивление качению колеса Калинковский B.C., Путанкин КС., Щере-динВ.А., ЮрьевЮ.М. Соотношение между продоль­ным и боковым сцеплением шин с мокрой асфальт Горская Л.П. Прогнозирование сопротивления ка­чению пневматической шины на стадии ее проекти­рования Железов Е.С., Доровский В.Д., Репета А.А., Ов­чинников М.М., Булдаков С.Ю. Диагональная шина с равнопрочным каркасом Лазарев С.О., Полонский В.Л. Конечно-элемент­ная система STAR для расчета и проектирования РТИ Волошин Ю.Л. Анализ методов расчета колеба­ний автотракторных средств (А ТС) и оптимиза­ция параметров системы подрессоривания с ... Полное содержание

Подобный материал:

• Технический регламент соревнований по легкой атлетике в программе олимпийских игр среди, 333.73kb.
• Уважаемые коллеги! Организационный комитет, 72.96kb.
• Уважаемые коллеги! Организационный комитет, 72.05kb.
• Организационный комитет международная научно-практическая конференция, 122.29kb.
• Организационный комитет международная научно-практическая конференция, 162.39kb.
• Докладчик: г-н Михаил Емельянов (Россия), 213.61kb.
• Докладчик: г-н Иоаннис амиридис, Член Комитета (Греция), 296.29kb.
• Комитет по правовым и политическим вопросам, 234.6kb.
• Королев Алексей Николаевич (1882-1970). Мать Баркова Варвара Михайловна (1883-1964)., 37.18kb.
• Синод Сербской Православной Церкви принял решение, 233.87kb.

Журнал Каучук и Резина №2 2001 г с.41-48

СИМПОЗИУМ «ПРОБЛЕМЫ ШИН И РЕЗИНОКОРДНЫХ КОМПОЗИТОВ. ДЕСЯТЫЙ ЮБИЛЕЙНЫЙ СИМПОЗИУМ» Часть I

Басс Ю.П., Гамлицкий Ю.А. (ГУЛ НИИШП, Москва)

Десятый юбилейный симпозиум проходил 18-22 октября 1999 г. в живописном подмосковном пансионате «Зеленый городок». Как и все преды­дущие, он был организован НИИ шинной промыш­ленности (теперь ГУП НИИШП) и ассоциацией «Эластомеры». Симпозиум был посвящен памяти выдающегося организатора шинной промышленно­сти СССР, бессменного директора НИИШП в тече­ние двух десятилетий Петра Федоровича Баденкова. Организационный комитет принял решение уде­лить основное внимание на юбилейном симпозиуме анализу направлений развития науки о шинах и РТИ, обсуждавшихся на предыдущих симпозиу­мах, и соотнести достижения мировой науки и тех­нологии с уровнем и значимостью сделанных на этих симпозиумах докладов. В связи с этим отли­чительной особенностью настоящего симпозиума явилось большое число пленарных докладов, в ко­торых обсуждались проблемы, затронутые в пре­дыдущие годы. Заслушано восемь пленарных

и 51 устный доклад. Кроме того, был организован круглый стол по проблеме «Информационные техно­логии при разработке шин и РТИ».

В работе симпозиума приняло участие око­ло 120 специалистов из России, Белоруссии, Казах­стана, Украины, Латвии, Чехии, Словакии.

В первый день работы были заслушаны следую­щие пленарные доклады.

Путанкин К. С., Калинковский B.C. Оценка уров­ня эксплуатационных свойств шин производства СНГ и задачи по их совершенствованию (ГУП НИИШП, Москва). Представленные заключения и выводы сделаны на основе анализа данных по экс­плуатации в Московском регионе более 50 тыс. шин, а также результатов стендовых испытаний шин в институте. Важная роль отведена анализу конструкции и материалов, используемых разными производителями шин. При оценке качества шин для легковых автомобилей на первом месте нахо­дятся показатели, определяющие безопасность эк­сплуатации автомобиля. К ним относятся сцепные свойства, по которым отечественные шины не ус­тупают импортным аналогам, а в зимних усло­виях и превосходят. Устойчивость и управляемость автомобилей на отечественных и импортных ши­нах, определяемые по действующим методикам, близки, но по показателям экспертных оценок шины стран СНГ уступают зарубежным аналогам. Испытания по скоростной надежности выдержива­ют как правило все отечественные шины. То же можно сказать о скорости аквапланирования, о выходе из строя за счет схода бортов шин с полок обода. Следующими по значимости являются по­казатели комфортности. Здесь наблюдается отста­вание от ведущих фирм. Это относится к шумообразованию, показателям силовой неоднородности и устойчивости, особенно при высоких скоростях. Показатели, определяющие экономичность шин, оставляют желать лучшего. Ресурс легковых шин за последнее десятилетие не увеличился. Основным дефектом является разрушение металлокордного брокера. При скоростях, близких к максимальным, коэффициент сопротивления качению возрастает иногда в 1,5-2,0 раза. Ремонтопригодность легко­вых щин практически нулевая, что связано, кроме дефектов брекера, с развитием трещин в каркасе. Масса шин не уступает зарубежным аналогам. Ос­новной причиной перечисленных недостатков сле­дует признать недостаточную стабильность пока­зателей качества. В докладе дан также подробный

анализ качества шин для грузовых автомобилей, автобусов и троллейбусов. Сцепные свойства этих шин как правило соответствуют зарубежным ана­логам; устойчивость и управляемость не вызыва­ют проблем; скоростные же свойства не могут быть оценены как стабильные, что отражается на рабо­тоспособности. Надежность серийных шин также не отвечает сегодняшним требованиям. Скорость аквапланирования не вызывает проблем. Комфор­табельность грузовых автомобилей на отечествен­ных шинах с учетом качества наших дорог и техни­ческого состояния автомобилей не является столь актуальной. Предстоит уделить внимание вопросу шумообразования. Силовая и геометрическая нео­днородности оценены как неудовлетворительные. Коэффициент сопротивления качению отечествен­ных шин на 20-30 % уступает зарубежным аналогам. В заключение названы приоритетные направления исследований для достижения уровня ведущих фирм.

мировых аналогов. По второй группе обращено внимание на армированные манжеты стандартно­го профиля, тонкослойные резинометаллические из­делия, работающие в условиях трехосного сжатия и виброизоляторы. Описаны достижения при кон­струировании рукавов, в частности гофрирован­ных, а также -уплотнительных деталей. По третьей группе рассмотрены вопросы работоспособности манжет; исследовано явление износа с учетом напряженно-деформированного состояния и скорос­ти резинокордных изделий (например, транспортер­ных лент). Показано, что резины, наполненные техническим углеродом, имеют существенную не­линейность механических свойств при самых малых деформациях, что объясняется разрушением угле­род-каучуковых связей. Получены новые данные о свойствах резин и о прочности связи на границе корд-резина в условиях Крайнего Севера, где су­щественное влияние оказывают большие перепады

температур. По четвертой группе дано описание компьютерной системы прогнозирования долговеч­ности и работоспособности РТИ в зависимости от сроков и условий хранения и эксплуатации с указа­нием достоверности прогноза. Изложены физичес­кие основы прогнозирования низкотемпературных свойств. В заключительной части доклада рассмот­рены перспективы повышения качества РТИ.

Басе Ю.П., Зарецкий М.Р. Эволюция идей техно­логических процессов шинного производства (ГУП НИИШП, Москва). В докладе за отправную точку взят уровень развития технологии шинного произ­водства 1988 г. Перечислены считавшиеся актуаль­ными в тот период основные проблемы, которые предполагалось в качестве приоритетных развивать в период до 2000 г. Основным содержанием комп­лекса мер по совершенствованию конструкций шин считалось и подтвердилось преимущественное раз­витие производства радиальных шин, причем осо­бое внимание уделялось грузовым ЦМК шинам. Подчеркивалось, что конструкция легковой шины будущего - низкопрофильная шина с соотношени­

Резниченко С.В., Ларионов В.Ф., Морозов Ю.Л., Бухина М.Ф. Результаты и перспективы работ НИИ Э МИ в области создания РТИ высокого каче­ства (НИИЭМИ, Москва). Все работы в этом на­правлении можно разделить на четыре, группы:

1) использование нового сырья или новых сочета­ний известных компонентов резиновых смесей;

2) создание новых конструкций или элементов кон­струкций; 3) исследование физических и механичес­ких свойств резин и работоспособности изделий в различных условиях эксплуатации; 4) прогнозиро­вание свойств резин и изделий. По первой группе перечислены основные виды каучуков и резин на их основе, приведены основные показатели их свойств; описаны термоэластопласты, маслобензостойкие резины, уникальный термостойкий особопрочный резинотканевый материал, не имеющий

ем HI В » 60-70 %. Дан детальный анализ современ­ного состояния технологии шинного производства, перечислены достижения в реализации намеченных планов. Основным критерием качества названа ста­бильность всех выходных характеристик, что может быть достигнуто строгим соблюдением требований международного стандарта ISO 9000. Перечислены факторы стабильности качества продукции. Под­черкнута необходимость создания гибких произ­водств. Проанализирована роль комплексной авто­матизации технологических процессов и производ­ства в целом. Подробно рассмотрены тенденции совершенствования отдельных технологических процессов шинного производства: изготовление резиновых смесей, обработка текстильного корда, профилирование деталей шин, сборка шин, вулка­низация шин, инспекция их качества.

Бухин Б.Л. Механика пневматических шин. Ито­ги симпозиумов (ГУП НИИШП, Москва). Рассмот­рены две стороны развития механики шин: как са­мостоятельного раздела технической механики и как прикладной науки, обеспечивающей создание оптимальной конструкции шин. Большое внимание уделено методам и конкретным результатам расче­та напряженно-деформированного состояния (НДС) шин. Описаны одномерные модели (кольцо на уп­ругом основании и криволинейная балка), двухмер­ные (многослойные оболочки вращения, в том чис­ле анизотропные) и трехмерные (системы конечных элементов, прямое решение уравнений упругости). Отмечено, что в мире как правило используется МКЭ в комплексе с супер-ЭВМ. Несмотря на это докладчик предпочитает комплексное использова­ние различных по сложности моделей, считая, что это позволит с большей результативностью прове­рять новые идеи. Несколько отстает от расчета НДС решение вязкоупругой задачи, что не позво­ляет с требуемой точностью рассчитывать темпе­ратурные поля и гистерезисные потери. Следующая часть доклада посвящена экспериментальным ме­тодам определения НДС и температуры различных

томобиля; оптимальное проектирование шин с уче­том характеристик автомобиля.

Володина Т.Н., Горская Л. П.. Гладких С. А., Ка-линковский B.C., Путанкин К.С., Трофимов С.А. Современная методология проектирования шин с ис­пользованием расчетных и экспериментальных мето­дов (ГУП НИИШП, Москва). Разработка методо­логии проектирования пневматических шин - одно из основных направлений исследований, проводи­мых в НИИШП. В настоящее время основными требованиями к шине считаются безопасность, эко­номичность, комфортабельность. Дана расшифров­ка указанных требований применительно к легко­вым и грузовым автомобилям. Особое внимание об­ращено на сцепление с мокрой дорогой (включая аквапланирование) и экологическую безопасность. Дано понятие многоуровневой оптимизации пара­метров конструкции шины и свойств материалов. Приведена функциональная схема автоматизиро­ванного проектирования пневматических шин (САПР-Ш); описан ее состав и функции отдельных элементов. Изложены экспериментальные методы исследования механики шин, включая стендовые, лабораторно-дорожные и эксплуатационные испы­

деталей шины. К ним в основном относятся тензометрические методы; определенное применение на­ходят оптические методы - фотоупругость, голография, метод муаровых полос, шеарография. Для определения температуры поверхности шины ис­пользуются термовизоры. Далее в докладе затро­нуты вопросы оптимального проектирования, по поводу которых отмечено, что отечественные раз­работки заметно отстают от зарубежных. Рассмот­рены проблемы внешней механики шины: связь сил, действующих на колесо при качении, с деформаци­ями шины; анализ выходных характеристик шин, определяющих эти связи; исследование влияния вы­ходных характеристик шин на эксплуатационные свойства автомобиля. Обращено внимание на про­блемы вибрации, силовой неоднородности, шумо-образования. В качестве резюме по внешней меха­нике отмечено, что должное внимание уделяется лишь влиянию шин на устойчивость и управляе­мость автомобиля. Фактически не ведутся работы по оценке влияния шин на показатели эксплуата­ционных свойств автомобиля на стадии проектиро­вания. В заключение приведен перечень задач, на решение которых следует обратить особое внима­ние: разработка метода расчета катящейся шины (в том числе гистерезисных потерь) с учетом зави­сящих от деформации и температуры динамических характеристик резины и резинокордного компози­та; оценка адекватности полного расчета шины и ее поведения в эксплуатации; создание системы рас­чета и измерения выходных характеристик шин и введение их в документацию и справочники; рас­четная оценка влияния выходных характеристик шины на показатели эксплуатационных свойств ав­

тания, результаты которых важны не только для контроля при апробации проекта, но и для опти­мизации конструкции и материалов с целью обес­печения заданных потребителем приоритетных свойств шин. Отмечено, что испытательное обору­дование, которым располагает институт, соответ­ствует современным требованиям. Описаны стан­дартные и нестандартные методы испытаний. Из сопоставления результатов расчета и испытаний по­лучены нормы по показателям прочности элемен­тов шины. Подробно перечислены конкретные ис­следования и их результаты с акцентом на удобство использования потребителем. Названы проблемы, над решением которых трудятся специалисты в на­стоящее время; основная из них - шина-автомо­биль-дорога.

Гамлицкий Ю.А. Нелинейная механика резин и резинокордных композитов. Теория, эксперимент и методы испытаний (ГУП НИИШП, Москва). В на­чале обзора приведены экспериментальные данные, показывающие существенную нелинейность квази­упругих и динамических свойств резин, наполнен­ных техническим углеродом. В области деформаций от 0 до 20 % истинный (дифференциальный) модуль при одноосном нагружении изменяется в три-пять раз. То же относится к составляющим комплексно­го модуля. Однако в расчетных методах для моде­лирования НДС и жесткостных характеристик шин (многослойные анизотропные оболочки, МКЭ) оте­чественные специалисты используют закон Гука, что, видимо, является одной из важных причин не­достаточной прогностической способности указан­ных расчетных методов. Далее рассмотрены подхо­ды к построению уравнения состояния резины на

основе различных предположений с использовани­ем как правило результатов лабораторных испы­таний по одноосному растяжению-сжатию и(или) простому сдвигу. Отмечено, что имеется насущная потребность в создании таких методов испытаний, в которых достаточно просто можно было бы реа­лизовать практически любое однородное слож­ное НДС. Большое внимание уделено способам вы­числения потерь, в том числе при негармонических импульсных режимах, характерных для работы шин. Имеются попытки описания упругих и вязко-упругих свойств в сложном неоднородном НДС, для чего используют численные методы (напри­мер, МКЭ). Кроме чисто феноменологических час­то используют модели с разными сочетаниями пру­жин и демпферов, причем иногда характеристики последних принимаются нелинейными. Следующая часть обзора посвящена резинокордным компози­там. Обращено внимание на НДС, возникающее в резинокордных образцах при их испытаниях. Су­щественный вклад в точность результатов расчета вносит учет нелинейного закона деформирования нитей корда при их растяжении. Отмечено, что из всех известных видов образцов только один обес­печивает высокую однородность сложного НДС. Этот образец представляет собой прямоугольную полоску, заготовленную из резинокордного полот­на. Из экспериментальных методов отмечен метод замороженных вклеек, который позволяет опреде­лять истинные напряжения и деформации практи­чески в любых деталях шины. В завершение сделан анализ усталостных свойств. Отмечено отсутствие сообщений по усталостным свойствам резинокор­дных образцов (исключение представляют работы автора данного обзора). Это объясняется очень высокой трудоемкостью таких испытаний при ис­пользовании стандартных методов. Приведены ар­гументы в пользу использования усталостных кри­териев работоспособности резинокордных деталей шины с учетом реальных условий вулканизации об­разцов и их нагружения. Рассмотрены другие спо­собы прогнозирования усталостной долговечности, основанные на результатах статистической обра­ботки поведения шин в эксплуатации, на накопле­нии необратимых остаточных деформаций, на по-стулировании закона усталостной выносливости

(например, экспоненциальная зависимость от энер­гии цикла). Сделан общий вывод о необходимости строгого учета нелинейных термовязкоупругих ха­рактеристик материала при разработках новых шин на стадии их проектирования.

Присс Л. С. Вопросы физики резины на симпозиу­мах «Проблемы шин и резинокордных композитов» (ГУП НИИШП, Москва). Сделан обзор докладов, посвященных анализу свойств ненаполненных и на­полненных резин на основе молекулярно-структур-ных представлений. С привлечением представлений о сорбции макромолекул каучука на поверхности

технического углерода сделана попытка объяснения температурной зависимости упругих свойств напол­ненных резин. Использование более детальной мо­дели, описывающей потенциальное взаимодействие макромолекулы с активной поверхностью, позво­лило описать деформационные свойства наполнен­ной резины. Далее описана более простая модель структурно-неоднородного тела, представляющая , композит в виде периодической решетки частиц на­полнителя правильной формы, между которыми на­ходятся прослойки каучуковой матрицы. Несмот­ря на простоту, модель позволила качественно вер­но описать не только упругие, но и вязкоупругие свойства композита. В нескольких докладах ис­пользовано представление о фракталах для учета существенно нерегулярной структуры частиц техуг-лерода. Структурно-механические представления положены в основу описания механизма разруше­ния композита; при этом использованы энергети­ческие и статистические критерии образования раз­рывов сплошности композита как по границе час­тиц наполнителя, так и внутри массива матрицы. Приведено несколько примеров использования компьютерного моделирования для описания свойств реальных макромолекул. Описаны спосо­бы прогнозирования морозостойкости полимеров. Продемонстрированы возможности газовой хрома-тографии и УФ-спектроскопии в рецептурострое-нии.

Вольное А.А., Басе Ю.П., Портный Г.Л., Райб-ман П. Г., России В. Д., Иванова В. П., ШелепинаЛ.Н. Грузовые шины с металлокордом в каркасе и бреке-ре: от опытных образцов - к промышленному произ­водству (ГУП НИИШП, Москва). Основным на­правлением развития пневматических шин в миро­вой и отечественной практике за последние полвека признано совершенствование конструкции с мери­диональным расположением нитей корда в карка­се. Эта конструкция обеспечивает улучшенные тягово-сцепные свойства, износостойкость, долго­вечность, грузоподъемность, скоростные характе­ристики, топливную экономичность. Приведены данные, подтверждающие преимущества шин с ме­таллокордом в каркасе по сравнению с шинами с капроновым кордом в каркасе. Изложены основные принципы типового проектирования, положенно­го в основу создания ЦМК шин. Описаны расчет­ные и экспериментальные методы, используемые при разработке базовых размеров шин. Особенно­сти конструктивного исполнения и напряженно-де­формированного состояния ЦМК шин потребова­ли внесения корректив в рецептуру используемых резин, подняли уровень требований к прочности си­стемы металлокорд-резина. Эти работы велись с учетом материалов лаборатории «Смизерс». Обра­щено внимание на повышенные требования к стро­гому соблюдению допусков на свойства материа­лов, на размеры заготовок и точность сборки, настрогое соблюдение технологического процесса в целом. Для реализации указанных требований раз­работаны и созданы новые виды оборудования -специализированные сборочные комплексы, фор­маторы-вулканизаторы с секторными пресс-форма­ми двойного действия, кольцеделательные агрега­ты для навивки бортовых колец сложного сечения, линии для рентгенодефектоскопии, измерения си­ловой и геометрической неоднородности шин и пр. Организовано опытное производство шин в Днеп­ропетровске, Нижнекамске, Ярославле, Бобруйске. Перечислены проблемы, возникающие в процессе пуска в эксплуатацию новых производств. Указа­но, что в настоящее время нет надежных стандар­тизованных методов оценки усталостной прочнос­ти системы металлокорд-резина, задача повышения которой при разработке новых брекерных резин яв­ляется приоритетной. Подробно описаны трудно­сти становления производства ЦМК шин на каж­дом из заводов и способы их преодоления.

Далее представлено краткое содержание секци­онных докладов по следующим темам: механика шин и РТИ; компьютерные технологии; механика композитов; технология; материалы, а также док­ладов, содержание которых выходит за рамки ука­занных тем.

Шкулец М. Испытание шин - процесс разработ­ки законодательства в ЕЖ ООН и глобальное еди­нообразие технических предписаний (000 «ВИПО-ТЕСТ», г. Пухов, Словакия). Европейская эконо­мическая комиссия (ЕЭК) была создана в соста­ве ООН в 1958 г. с целью восстановления хозяйства Европы. В рамках этой комиссии возникла группа по конструкции автомобилей, основной целью ко­торой являлась разработка единых норм и требо­ваний к оснащению транспортных средств в Евро­пе и в мире. Результатом работы группы стало Соглашение о принятии единообразных техничес­ких предписаний для колесных транспортных средств, которое после 1958 г. дважды пересмат-I ривалось. В настоящее время в соглашение вхо­дят 34 Договаривающиеся стороны. Соглашение со­держит 109 предписаний (правил), из которых во­семь посвящено автомобильным шинам. Правила регламентируют маркировку шин, внешние разме­ры и долговечность при стендовых испытаниях, по­казатели износа, требования по входному и выход­ному контролю и производству на предприятиях по восстановлению протекторов. В 1998 г. было под­писано аналогичное Всемирное соглашение. Под­робно аргументирована необходимость и преиму­щества глобальной унификации в данной области. Готовится проект по единообразию шин для лег­ковых автомобилей.

АгаянцИ.М., Салтыков А. В. Страницы развития резиновой промышленности России. От великого пе­релома до великой Победы (1929-1945) (МИТХТ им. М.В. Ломоносова, Москва). Исторический обзор,

содержащий большое количество ранее неизвестной широкому кругу слушателей информации. После успешного восстановления к 1928 г. резиновой про­мышленности встал вопрос об источниках сырья. Описаны известные попытки получения НК на тер­ритории СССР. Проанализированы этапы развития производства СК. Приведены сравнительные дан­ные о производстве резины в СССР и США и ее ис­пользовании. Приведен ассортимент изделий с ис­пользованием резины и динамика его изменения в течение рассматриваемого периода. Подробно из­ложены этапы развития отрасли и отдельных пред­приятий. В заключение дан анализ состояния отрас­ли по сравнению с мировым уровнем, описаны при­оритетные направления развития, основные из которых были связаны с существовавшей в СССР системой хозяйствования.

Шешенин С. В., Маргарян С.А. Итерационный метод решения трехмерных уравнений, моделирую­щих НДС пневматических шин (МГУ, Москва). Про­должение цикла исследований по трехмерному мо­делированию НДС пневматических шин. В преды­дущих работах была описана методика численного моделирования при разных видах внешних воздей­ствий. В данном докладе изложен итерационный алгоритм решения трехмерных разностных уравне­ний, возникающих при аппроксимации по про­странственным координатам и параметру нагруже-ния дифференциальной краевой задачи, моделиру­ющей поведение шины. Записана система уравне­ний, обсуждены трудности задания разностного оператора, связанные с большой неоднородностью моделируемой системы (шины), ее геометрической сложностью и малой сжимаемостью резины. Для решения задачи использованы двухслойные и трех­слойные итерационные процессы. На примере за­дачи об НДС шины проведены численные экспери­менты с целью сравнения различных итерационных стратегий, основанных на градиентном методе, ме­тоде Чебышева и методе сопряженных градиентов. Из сравнения решений трехмерной задачи и двух­мерной осесимметричной (последняя решена также с помощью пакета ANSYS) сделан вывод о досто­верности результатов вычислений.

Марченко С.И., Соколов С.Л., Ненахов А.Б., Сви­ное В.М. Расчетный комплекс проектирования шин на основе МКЭ (ЗАО ППО «Старт», Москва). Опи­сан комплекс графических и расчетных программ для использования на стадии проектирования, ко­торый включает программы построения чертежей распределения материалов в готовой покрышке, разбиения сечения шины на конечные элементы и построения сечений по окружности шины, специ­альные программы для подготовки исходных дан­ных к решению контактной задачи и для наглядно­го представления результатов расчета. Подробнр описаны возможности автоматизированного пост­роения сетки разбиения на конечные элементы. Этапроцедура обычно занимает много времени, что особенно существенно при многовариантном анали­зе конструкций шин. Описана последовательность использования моделей разной сложности для по­степенного уточнения прогноза. Результатами рас­четов являются данные по максимальным значени­ям деформаций (напряжений) за оборот колеса. На заключительной стадии проводится оценка тепло­вого состояния шины при максимальных скоростях движения. Приведены данные о хорошей корреля­ции расчета шин с экспериментальными данными.

Фомичев Ю.И. Моделирование НДС надутой пневматической шины при воздействии локальной боковой нагрузки от массы автомобиля (МАМИ, Москва). Для расчета НДС покрышки как торовой оболочки вращения переменной толщины приме­нен разработанный ранее автором комплекс про­грамм, основанный на МКЭ и методе Фурье. В ка­честве примера приведен расчет резинокордной оболочечной многослойной конструкции, модели­рующей шину 165/80R13. Общее число конечных элементов равно 36. В результате расчета получе­ны геометрические и силовые характеристики на­дутой и обжатой на плоскость шины. По мнению автора, приведенный способ моделирования рабо­ты покрышки может быть использован при опти­мизации ее конструкции.

Кваша Э.Н. Развитие механики пневматических шин в Украине с 1970 по 2000 годы (Приднепровс­кая государственная академия строительства и ар­хитектуры, Украина). В начале доклада делается предположение, что шина является динамическим объектом с нестационарным режимом качения. Далее анализируются математические модели для задач статики пневматических шин. Приведены факты из истории создания в Днепропетровске на­учного направления по расчету крупногабаритных шин. Дано описание разработанной там модели многослойных тороидальных оболочек для расче­та, в частности, крупногабаритных шин диагональ­ной конструкции. В следующей части доклада описано решение задачи взаимодействия шины с упругим основанием. Актуальность проблемы обусловлена требованием минимизации давления сельскохозяйственной шины на землю. Далее рас­смотрена задача расчета силы сопротивления ка­чению шины с учетом грунта. По поводу расчета ресурса шины отмечено, что основная трудность в

этой проблеме связана с достоверностью опреде­ления экспериментальных характеристик компо­нентов резинокордного материала. В заключение отмечено, что ближайшей задачей в механике пнев­матических шин является решение динамической контактной задачи для анизотропной оболочки шины при стационарном качении по шероховатой поверхности.

ЧернягаИ.М., Володина Т.Н. Распределение удель­ных давлений в контакте катящейся шины (ГУП

НИИШП, Москва). На примере шины 275/75R 15 ис­следовано фактическое распределение напряжений по длине и ширине зоны контакта при различных сочетаниях нормальной силы и внутреннего давле­ния воздуха. Измерения проведены при трех соче­таниях, обеспечивающих одинаковый прогиб. Установлены зоны концентрации напряжений в за­висимости от режима нагружения для разных эле­ментов рисунка протектора. Показано, что поле контактных давлений в различных зонах беговой дорожки очень неоднородно и носит случайный ха­рактер. Обнаружена зона концентрации напряже­ний по боковой грани нескольких угловых шашек, что находит подтверждение в эксперименте. Пред­ложено использовать данный экспериментальный метод при отработке конструкции шины и рисунка протектора.

Павлюк А.С., Поддубный В.И. Определение со­ставляющих увода пневматического колеса (Алтай­ский ГТУ, Барнаул). Авторы исходят из того, что методика описания увода должна учитывать неус­тановившийся период качения колеса и его сколь­жение по опорной поверхности. Боковая сила опре­деляется как функция максимальной боковой дефор­мации шины. Записано выражение для скорости центра колеса при неустановившемся уводе, включа­ющее в виде составляющей скорость за счет искрив­ления профиля шины при действии боковой силы. По­лученные соотношения предлагается использовать для определения функциональной зависимости боко­вой силы от составляющей увода за счет скольжения. В качестве ближайших задач предполагается устано­вить зависимость поперечного скольжения от конст­рукции и размера шины, износа протектора, давле­ния воздуха в шине, вертикальной нагрузки, вида и состояния опорной поверхности и др.

Томило Э.А. Сопротивление качению колеса (МАМИ, Москва). Приведены значения коэффици­ентов трения при качении и в момент выхода из со­стояния покоя, определенные разными авторами в разное время для разных материалов. Выведено аналитическое выражение для условного коэффи­циента трения, которое позволяет приближенно рассчитывать значения момента трения качения любого колеса по любому упругому основанию.

Калинковский B.C., Путанкин КС., Щере-динВ.А., ЮрьевЮ.М. Соотношение между продоль­ным и боковым сцеплением шин с мокрой асфальто­бетонной поверхностью (ГУП НИИШП, Москва). Одной из основных характеристик безопасности шин является сцепление с мокрой поверхностью дороги. В работе использован универсальный ба­рабанный стенд для испытания шин по внутренней асфальтобетонной поверхности барабана. Приве­ден анализ результатов испытаний шин по опреде­лению бокового и продольного сцепления в одина­ковых условиях. При разных скоростях движения определена скорость аквапланирования. Показано, что определяющим для безопасности движения яв­ляется боковое сцепление. Приведены фактические данные для разных шин.

Горская Л.П. Прогнозирование сопротивления ка­чению пневматической шины на стадии ее проекти­рования (ГУП НИИШП, Москва). Обзор работ ав­тора по созданию расчетного метода оценки потерь на качение в элементах шины при различных режи­мах ее нагружения. Гистерезисные потери в каждой точке элемента шины рассчитывались как произве­дение максимальной энергии деформации за цикл нагружения на коэффициент относительных меха­нических потерь материала. Последний определя­ется экспериментально в условиях нагружения, ана­логичных шинным. Описана методика расчета по­лей температур. Изложена последовательность рас­чета, приведены результаты для большого числа шин.

Железов Е.С., Доровский В.Д., Репета А.А., Ов­чинников М.М., Булдаков С.Ю. Диагональная шина с равнопрочным каркасом (ОАО «Кировский шин­ный завод», г. Киров). Известно, что в шинах диа­гональной конструкции натяжение нитей корда воз­растает от бортовой зоны к центру беговой дорож­ки. Различие может достигать трехкратной величины. Исходя из требуемого запаса прочнос­ти, очевидно, что значительная часть каркаса име­ет избыточную елейность. Для ликвидации указан­ного недостатка предложена оригинальная конст­рукция, в которой часть слоев каркаса является «полуслоями». Размеры полуслоев выбраны так, чтобы обеспечить равнопрочность конструкции. Реализация предложенного усовершенствования показала, что существенно снижается масса по­крышки (до 16 %) при сохранении и даже некото­ром улучшении остальных характеристик (в част­ности, улучшаются амортизационные свойства). Подробно описаны результаты эксплуатационных испытаний в автохозяйствах.

Лазарев С.О., Полонский В.Л. Конечно-элемент­ная система STAR для расчета и проектирования РТИ (Научно-исследовательский институт резино­вых покрытий и изделий, Санкт-Петербург). Сис­тема позволяет рассчитывать НДС и температур­ное состояние РТИ, прогнозировать долговечность. К классу решаемых задач относятся: задачи линей­ной и нелинейной упругости; вязкоупругости; теп­ловые задачи, включая саморазогрев; контактные задачи с различными условиями трения; задачи усадки и набухания; оценка времени до разруше­ния. Необходимые параметры моделей определяют­ся встроенными процедурами обработки экспери­мента по растяжению лопаток и сжатию цилиндров, кривых релаксации и ползучести, длительной проч­ности, выносливости стандартных гантелей. При этом используется большое число нестандартных характеристик. Пакет STAR доведен до коммерчес­кого использования и успешно применяется.

Волошин Ю.Л. Оптимизация коэффициентов со­противления демпфера (гидроамортизатора) на хо­дах сжатия и отбоя системы подрессоривания ав­тотракторных средств с учетом свойств шин (НАТИ, Москва). Вопросы подрессоривания при­обрели важное практическое значение в связи с тен­денциями роста транспортных скоростей движения автотракторных средств. По результатам исследо­вания демпфирования в системах подрессоривания для разных тракторов получено оптимальное соот­ношение коэффициентов сопротивления демпфера при сжатии и отбое. Установлена связь этого соот­ношения с демпфирующими свойствами шин.

Волошин Ю.Л. Анализ методов расчета колеба­ний автотракторных средств (А ТС) и оптимиза­ция параметров системы подрессоривания с учетом свойств шин (НАТИ, Москва). При проведении оп­тимизации в процессе расчета колебаний АТС в ка­честве критериев были приняты ускорения и пере­мещения подрессоренных масс, прогиб рессор и ско­рости их деформации. Рассмотрены результаты оптимизации различными расчетными методами. Показано, что спектральный метод дает завышен­ные значения оптимального демпфирования. Учет

нивелирующих свойств шин дает дополнительные практические возможности при проектировании и модернизации машин.

Rypak M. Implementation of Computer Aided Systems at the Rubber Research Institute of Matador (Puchov, Slovak Republic). Исторический обзор эта­пов внедрения и использования в исследовательс­ком центре фирмы «Матадор» компьютерных ме­тодов исследования. В 1989 г. начали с использова­ния простых компьютеров PC-286 для расчета НДС и температурных полей, которые позволяли решать двухмерные задачи методом конечных элементов. Далее перешли на более производительную техни­ку. С использованием современных программных средств была решена задача перехода на полное трехмерное компьютерное моделирование. Важную роль в этом сыграли методы распараллеливания ре­шения задач. В настоящее время актуальной явля­ется проблема перехода к нелинейному описанию термовязкоупругих свойств материалов шины. В докладе приведен большой фактический материал по результатам использования компьютерного мо­делирования, в том числе шумообразования при ка­чении.

Коблов В. Ф. Информационные технологии и про­блемы создания новых изделий и материалов в шин­ной и резинотехнической промышленности (Волго­градский ГТУ). Обзор работ, в том числе выпол­ненных коллективом сотрудников под руковод­ством автора. Рассмотрены проблемы создания баз данных, как по материалам, так и по изделиям, ме­тоды планирования эксперимента для получения материала с требуемым уровнем свойств. Описаны программные средства решения указанных задач. Генкина Ю.М., Швачич М.В,, Бадюля А.П. Изуче­ние эффективности'и оптимизация содержания ста­билизатора Вингстей 100 в резине боковины с помо­щью компьютерных методов (ГУП НИИШП, Моск­ва; Волгоградский ГТУ). Для оптимизации соотно­шения компонентов стабилизирующей системы (диафен ФП, вингстей 100, ацетонанил Р) с целью по­лучения высокой стойкости резины боковины к раз­личным видам старения использовали метод плани­рования эксперимента. Объектом исследования выб­рали резину боковины легковых шин радиальной конструкции на основе каучуков СКИ-3 и СКД. Пре­делы варьирования дозировок стабилизаторов выб­рали исходя из требований эффективности и эконо­мичности на основе ранее проведенных исследований. Проводили трехфакторный эксперимент при двух уровнях варьирования. В качестве критериев опти­мизации использовали озоностойкость, усталостную выносливость при многократном растяжении (при 20 и 70 °С) и усталостную выносливость в натурных кли­матических условиях. В качестве математической модели выбрали неполное уравнение регрессии вто­рой степени. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие предсказания расчета. Показано, что стабилизатор вингстей 100 эффективно защищает резину боковины от различных видов старения в условиях многократных воздействий.

Харитонов В. Н., Соловьев М.Е. Конформации и по­тенциальная энергия ассоциатов акриловой кислоты и метакрилата (Ярославский ГТУ). Дан анализ двух подходов для установления связи параметров хими­ческого строения молекул с их свойствами. Первый основан на эмпирическом подборе некоторых ком­бинаций параметров молекул, которые бы коррели­ровали с теми или иными свойствами. Этот подход не имеет строгого физического обоснования. Это, видимо, является причиной того, что до сих пор не найдено подходящей комбинации. Второй подход использует строгие методы молекулярной динамики, позволяющие с помощью компьютерного экспери­мента получать зависимости физических свойств от структуры. С помощью этого метода провели ком­пьютерный анализ ассоциатов акриловой кислоты и метакрилата. Показали, что энергия системы в рас­чете на одну молекулу для ассоциатов акриловой кис­лоты уменьшается с увеличением числа молекул в ас-социате, а для метакрилата - возрастает.

анализированы фазовые портреты по количеству и взаимному расположению экстремумов эллиптичес­кого и гиперболического типа на сторонах, верши­нах и во внутренней области прямоугольника, рас­положенного на двумерном сечении поверхности отклика (рассмотрен случай двух факторов и двух откликов). При варьировании третьего фактора меняется фазовый портрет, что сопровождается изменением набора особых точек. Приведен при­мер, из которого следует близость предсказаний ко­личественных и качественных методов.

КабловВ.Ф., Бадюля В. П., Калмыкова Ю.А. Клас­сификация и таксономия рисунков протекторов для графических баз данных (Волгоградский ГТУ). Рас­смотрены способы хранения рисунков протекторов в базах данных. Проанализированы известные спо­собы идентификации графических изображений. Описан процесс распознавания, использованный авторами для обработки более 500 типов рисунков. Система использует шаблонный подход в автома­тическом режиме, а признаковый и структурный требуют участия человека.

Згаевский В. Э. Молекулярная теория механичес­ких потерь в резинах (Институт прикладной меха­ники РАН, Москва). Модель композита представ­ляет собой равномерно распределенные в простран­стве одинаковые сферические частицы. Между ближайшими частицами расположены полимерные цепи, причем часть сегментов этих цепей адсорби­рована на поверхности частиц. В скейлинговом при­ближении записана свободная энергия макромоле­кул с учетом их взаимодействия с наполнителем. Далее стандартным образом вычисляются механи­ческие характеристики композита, которые в явном виде зависят от параметров модели: степени напол­нения, энергии взаимодействия каучука с наполни­телем и др. Рассчитаны упругие и вязкоупругие свойства. В частности, получена зависимость гис-терезисных потерь от молекулярных параметров, согласующаяся с экспериментом.

Свистков А.Л., Свисткова Л.А. Модель вязкоупру-гого материала (Институт механики сплошных сред РАН, Пермь). За основу принята дифференциальная модель, в которой для внутренних переменных запи­сываются эволюционные уравнения. По мнению ав­торов, эти модели удобнее интегральных в задачах построения эффективных вычислительных алгорит­

Наумова Ю.А., Агаянц И.М., Люсова Л.Р. Каче­ственная интерпретация результатов применения корреляционного анализа в резиновой промышленно­сти (МИТХТ им. М.В. Ломоносова, Москва). На основании общих соображений сделан вывод, что корреляционный анализ в его обычной трактовке не обеспечивает достаточной точности прогноза поведения многофакторной системы при нелиней­ных связях между факторами и откликами. Пред­ложено использовать качественные критерии тес­ноты связи между переменными. С этой целью про­

мов, связанных с перестройками сеток в МКЭ в усло­виях больших деформаций и неоднородных темпера­турных полей. Записаны уравнения, которые описы­вают процессы, происходящие в материале (в рамках предложенной модели). Отличительной чертой моде­ли является отсутствие в записи определяющих урав­нений объективной производной от тензора напря­жений. В основу релаксационного уравнения поло­жены скорости изменения кратностей упругих удлинений максвелловского элемента материала. Продолжение следует.