От Чобиток Василий
К All
Дата 04.04.2001 11:57:35
Рубрики WWII; Танки;

Re: Про физику резиновых шин

Привет!

>>Все же похоже Вы физику данного процесса не представляете. Если даже отбросить такие важные в данном процессе факторы как влияние неровностей местности на каток и абразивность твердого покрытия дорог,
>
>===Так, подробнее про абразивность. У вас с Исаевым танк на колесах постоянно юзом идет? Чтобы неведущие катки проскальзывали, это я не представляю, какие маневры вытворять надо. А если нет юза, нет и износа- нет?

Вы действительно не хотите представить себе физику процесса.

Я так понял, что про ведущие катки говорить не нужно - уже хорошо.

Исключим юз и буксование и рассмотрим износ без них.

Перейдем к передним поворотным каткам. Какие по Вашему нагрузки испытывает поворотный каток в момент поворота? А распределение кривизны движения по пути Вам известно?

Суть в том, что при движении на колесах крайне трудно добится идеально ровного движения вперед, даже при движении по ровной дороге водитель постоянно доворачивает руль для удержания машины на траектории (это известно любому автолюбителю). А поперечные нагрузки на управляемые колеса при повороте очень значительные - хотябы представьте себе силы инерции, которые необходимо преодолеть, чтобы изменить направление движения танка. Все это происходит за счет поперечных сил на управляемые колеса.

Уже было бы достаточно, что в любом случае идет износ ведущих и управляемых колес, однако остановимся и на двух опорных на борт.

Вы теорию движения колесных машин не изучали? Из нее известно, что для машин с передними управляемыми колесами в повороте за счет того, что радиус кривизны движения по продольной оси машины различен и неуправляемые колеса относительно траектории их качения расположены под углом (возмите любое колесо и попробуете его прокотить чуть в сторону относительно его направления). Поэтому колеса задних неуправляемых осей испытывают поперечные нагрузки но не проскальзывают по поверхности за счет эластичного изгиба надувной шины. Для трехосных и многоосных машин это явление выражено значительно сильнее. В тоже время, ненадувные литые шины не обладают достаточной эластичностью и в повороте кроме того, что испытывают поперечные нагрузки, так еще и трутся о поверхность за счет проскальзывания. Возмите любую игрушечную машинку без поворотных осей и попробуйте рукой провести по поверхности - она хорошо идет вперед, но сопротивляется, когда ты пытаешься ее повернуть. То же самое происхидит с задней тележкой трехосного грузовика.

То же самое и еще в большей степени происходит с БТ, у которого три неповоротных оси равномерно распределенных по длине корпуса (т.е. не две рядом расположенные задние оси как у грузовика).

Любой поворот, даже с достаточно большим радиусом, вызывает не только поперечные нагрузки на все катки, но и приводит к поперечному проскальзыванию.

Вспомните четырехосные БТР-60..80. У них при надувных шинах две передние оси поворотные, при этом угол поворота передних управляемых колес больше, чем угол поворота вторых.

> .то существует еще такой: при движении на гусеницах резиновый бандаж избавлен от поперечных нагрузок (направлены вдоль оси вращения катка) всвязи с передачей этих нагрузок от гребня трака на металлическую часть катка минуя резиновый бандаж.

>===Вот это уже больше похоже на правду, хотя и с оговорками. Все-таки поперечные нагрузки при движении по шоссе небольшие, и вряд ли так уж сильно влияют.

Как я показал выше, влияют и сильно. А так же еще то, что шоссе не идеально ровное и танк кроме поворота довольно часто имеет хоть и незначительный, но крен. Опять же поперечные нагрузки.

>Насчет отсутствия поперечных нагрузок на гусеницах позвольте усомниться. Там же зазор есть между гребнем и колесами, и в пределах этого зазора гребень будет "перекладываться", нагружая резину бандажей на поперечный сдвиг.

Да, есть зазор. Но здесь Вы многое не учитываете:
1 За счет того, что зазор очень незначительный (он все же есть, тут Исаев конечно погорячился http://vif2ne.ru/nvk/forum/0/co/87156.htm), эластичности сплошной шины должно хватить, чтобы его "выбрать" без трения.
2 Допустим, что эластичности не хватило, тогда поперечное скольжение резины по гладкому металлу беговой дорожки гусеницы (не по неоднородной поверхности грунта/дороги) составляет единицы миллиметров, в то время как на колесном ходу в повороте такое скольжение измеряется метрами.
3 Поперечные силы в повороте и во всех других случаях при выборке зазора на шину действуют крайне кратковременно, только в начальный момент поворота. В остальное время при повороте усилие передается от гребня трака на металлическую часть катка.

С уважением, В.Чобиток http://armor.kiev.ua/

P.S. Если непонятен тезис насчет радиуса по продольной оси: берем двухколесный велосипед, фиксируем заднее колесо в одной точке, переднее поворачиваем в сторону и разворачиваем велосипед. Радиус там где заднее колесо равен нулю, там где переднее чуть больше базы (передняя вилка расположена под углом вперед).
От Cat
К Чобиток Василий (04.04.2001 11:57:35)
Дата 04.04.2001 19:01:13

Re: Про физику...





===Насчет износа- все изложено верно, согласен. Но ведь бандажи разрушались не из-за износа, а, как было сказано, растрескивались по вент. отверстиям. А ресурс бандажей по износу по крайней мере не меньше, чем у пневмошин- то есть десятки тысяч км.


>>Насчет отсутствия поперечных нагрузок на гусеницах позвольте усомниться. Там же зазор есть между гребнем и колесами, и в пределах этого зазора гребень будет "перекладываться", нагружая резину бандажей на поперечный сдвиг.
>
>Да, есть зазор. Но здесь Вы многое не учитываете:
>1 За счет того, что зазор очень незначительный (он все же есть, тут Исаев конечно погорячился http://vif2ne.ru/nvk/forum/0/co/87156.htm), эластичности сплошной шины должно хватить, чтобы его "выбрать" без трения.

===И я о том же- то есть резина будет работать на сдвиг и при движении на гусеницах. А о том, что бандажи будут скользить по ней, я и не говорил.

>3 Поперечные силы в повороте и во всех других случаях при выборке зазора на шину действуют крайне кратковременно, только в начальный момент поворота. В остальное время при повороте усилие передается от гребня трака на металлическую часть катка.

===В повороте- да, а при движении по прямой гребень будет постоянно "болтаться" в зазоре.
Теперь главное. Как я понял, причина разрушения- перегрев бандажей из-за больших деформаций (в первую очередь на сдвиг), причем по вертикали тоже будет не только сжатие, но и сдвиг- из-за этих самых вент. отверстий. Поэтому абразивный износ опускаем- нагрев от него незначителен. Теперь вопрос- почему бандажи разрушались именно в зимне-весенем пробеге, когда температура относительно невысока, жесткость резины больше (т.е. деформации и гистерезисные потери меньше), а как же тогда летом ездили? Если небольшое увеличение массы (БТ-5--> БТ-7) привело к быстрому разрушению бандажей в относительно БЛАГОПРИЯТНЫХ условиях, то тогда летом, в более жестких условиях, бандажи летели бы и при движении на гусеницах- ведь все деформации остались при них. Однако этого не было. Может, история с бандажами- просто бракованная партия попалась, и делать далеко идущие выводы о пробеге на колесах не стоит?
От А.Б.
К Cat (04.04.2001 19:01:13)
Дата 05.04.2001 12:46:50

Re: Про физику...

Да нет - и при сжатии тоже будут сдвиговые деформации "вбок" - ну из-за ненулевой сигмы икс-игрек.
Только - они заметно меньше этой сдавливающей нагрузки.

А вент. отверстия - это плохо, концентраторы напряжений (но опять, в большей степени - для скручивающих нагрузок вдоль цилиндра бандажа).
От Валерий Мухин
К Cat (04.04.2001 19:01:13)
Дата 04.04.2001 23:38:46

Re: Про физику...

>Теперь главное. Как я понял, причина разрушения- перегрев бандажей

С чего ты взял, что перегрев?

>Теперь вопрос- почему бандажи разрушались именно в зимне-весенем пробеге, когда температура относительно невысока, жесткость резины больше (т.е. деформации и гистерезисные потери меньше), а как же тогда летом ездили?

Стоит вспомнить что резины бывают разные. Хладостойкие это вообще отдельная песня. Не хладостойкая резина прибывает в мороз в хрупком состояние и может легко растрескаться. Так, что зима это как раз более тяжелые условия для резины.

C уважением, Валерий Мухин. http://mukhin.vif2.ru
От Cat
К Валерий Мухин (04.04.2001 23:38:46)
Дата 05.04.2001 14:04:06

Re: Про физику...


>С чего ты взял, что перегрев?

===Да просто знающие люди сказали, что главная беда сплошных шин- именно перегрев (вплоть до самовозгорания), поэтому, например, скорость буксировки орудий с такими колесами ограничивали. А при перегреве идет перевулканизация (если я еще химию не забыл), жесткость резины резко повышается и идут трещины.

>Стоит вспомнить что резины бывают разные. Хладостойкие это вообще отдельная песня. Не хладостойкая резина прибывает в мороз в хрупком состояние и может легко растрескаться. Так, что зима это как раз более тяжелые условия для резины.

===Тогда встречный вопрос- а почему при движении на гусеницах они нне разрушались? И вообще, если главная причина- хладоломкость, то достаточно просто увеличить ширину бандажей пропорционально увеличению массы танка- технически это нетрудно. А вот если главная беда- перегрев, тогда этот фокус не пройдет.

От Тов.Рю
К Валерий Мухин (04.04.2001 23:38:46)
Дата 05.04.2001 00:36:07

Re: Про химию...

>>Теперь вопрос- почему бандажи разрушались именно в зимне-весенем пробеге, когда температура относительно невысока, жесткость резины больше (т.е. деформации и гистерезисные потери меньше), а как же тогда летом ездили?
>
>Стоит вспомнить что резины бывают разные. Хладостойкие это вообще отдельная песня. Не хладостойкая резина прибывает в мороз в хрупком состояние и может легко растрескаться. Так, что зима это как раз более тяжелые условия для резины.

В то время, думается мне, бандажи в СССР были вообще из одного-единственного материала - бутадиен-стирольного каучука. А он вообще мало подходит для нагрузок. Хоть зимой, хоть летом. И на морозе превращается чуть ли не в эбонит.

>C уважением, Валерий Мухин.
С уважением
От Чобиток Василий
К Cat (04.04.2001 19:01:13)
Дата 04.04.2001 19:28:49

Re: Про физику...

Привет!

>===Насчет износа- все изложено верно, согласен. Но ведь бандажи разрушались не из-за износа, а, как было сказано, растрескивались по вент. отверстиям.

Ну так я большее внимание и уделил не абразивности поверхности, а нагрузкам на шины.


>===И я о том же- то есть резина будет работать на сдвиг и при движении на гусеницах. А о том, что бандажи будут скользить по ней, я и не говорил.

Еще раз повторяю: на гусеницах она будет работать на сдвиг только при выборке зазора в несколько мм. С движением на колесах разница ОГРОМНАЯ.

>===В повороте- да, а при движении по прямой гребень будет постоянно "болтаться" в зазоре.

При условии, что мы движемся идеально прямо и без какого-либо крена.

>Теперь главное. Как я понял, причина разрушения- перегрев бандажей из-за больших деформаций (в первую очередь на сдвиг),

Нагрев имеет место быть и он на изнашивание шин влияет. Но с чего Вы взяли насчет ПЕРЕгрева?

>причем по вертикали тоже будет не только сжатие, но и сдвиг- из-за этих самых вент. отверстий. Поэтому абразивный износ опускаем- нагрев от него незначителен. Теперь вопрос- почему бандажи разрушались именно в зимне-весенем пробеге, когда температура относительно невысока, жесткость резины больше (т.е. деформации и гистерезисные потери меньше)

А как насчет динамических нагрузок на более жесткой резине? И потом, более мягкая резина, как я говорил, лучше адаптируется к траектории, что снижает поперечную нагрузку.

>, а как же тогда летом ездили? Если небольшое увеличение массы (БТ-5--> БТ-7) привело к быстрому разрушению бандажей в относительно БЛАГОПРИЯТНЫХ условиях,

Говорилось про БТ-7М. Да и масса возрасла не так уж и незначительно.

> то тогда летом, в более жестких условиях, бандажи летели бы и при движении на гусеницах- ведь все деформации остались при них. Однако этого не было. Может, история с бандажами- просто бракованная партия попалась, и делать далеко идущие выводы о пробеге на колесах не стоит?

Не знаю. Знаю, что было написано про конкретные случаи и знаю физику процесса, а как было за пределами этих случаев...

Пусть это кто нибудь экстраполирует :))

С уважением, В.Чобиток http://armor.kiev.ua/
От Cat
К Чобиток Василий (04.04.2001 19:28:49)
Дата 05.04.2001 14:25:45

Re: Про физику...



>Еще раз повторяю: на гусеницах она будет работать на сдвиг только при выборке зазора в несколько мм. С движением на колесах разница ОГРОМНАЯ.

===А на колесах деформации тоже будут в несколько мм, дальше уже юз пойдет. Так что насчет ОГРОМНОЙ разницы пока говорить рано.

>>===В повороте- да, а при движении по прямой гребень будет постоянно "болтаться" в зазоре.
>
>При условии, что мы движемся идеально прямо и без какого-либо крена.

===Если виляем, то болтаться будет тем более:)

>Нагрев имеет место быть и он на изнашивание шин влияет. Но с чего Вы взяли насчет ПЕРЕгрева?

===См. ответ Мухину

>А как насчет динамических нагрузок на более жесткой резине?

===Нагрузок на подвеску? А причем тут они?

.И потом, более мягкая резина, как я говорил, лучше адаптируется к траектории, что снижает поперечную нагрузку.

===В каком смысле? Да, более жесткая резина при боковой деформации раньше начинает скользить, но речь-то не об износе (кстати, изнашиваться жесткая резина должна медленнее).



>> то тогда летом, в более жестких условиях, бандажи летели бы и при движении на гусеницах- ведь все деформации остались при них. Однако этого не было. Может, история с бандажами- просто бракованная партия попалась, и делать далеко идущие выводы о пробеге на колесах не стоит?
>
>Не знаю. Знаю, что было написано про конкретные случаи и знаю физику процесса,

===Поясните свой взгляд на "физику процесса". Так почему весной разрушались (не изнашивались!) бандажи, причем только при движении на колесах и только на твердом покрытии?
От Чобиток Василий
К Cat (05.04.2001 14:25:45)
Дата 05.04.2001 18:31:32

Re: Про физику...

Привет!

>===Поясните свой взгляд на "физику процесса". Так почему весной разрушались (не изнашивались!) бандажи, причем только при движении на колесах и только на твердом покрытии?

Но ведь никто не говорил, что только весной, только при движении на колесах и только на твердом покрытии.

Ну если я скажу, что весной растет трава это же не означает, что я сказал "летом трава не растет" :)

В данном ключе я не вижу смысла в обсуждении, т.к. даны результаты конкретных испытаний в конкретных условиях. У Вас есть результаты подобных испытаний в другое время года?

С уважением, В.Чобиток http://armor.kiev.ua/
От Чобиток Василий
К Чобиток Василий (04.04.2001 11:57:35)
Дата 04.04.2001 14:43:06

Маленькое дополнение

Привет!

Кроме всего прочего забыл упомянуть такое всем известное из курса средней школы явление как центробежная сила при повороте. Она действует на шину катка в поперечном направлении.

С уважением, В.Чобиток http://armor.kiev.ua/