Вибрационные тесты по испытанию шин без качения были опубликованы Летоненом и другими авторами (2006). Гидравлическая испытательная установка была использована в качестве источника возбуждения, к тому же были исследованы три типа внедорожных шин: 14R20- военная внедорожная шина, 710/45R26.5- лесная шина, 16R25- шина со стальной лентой, которые использовались контейнерным оборудованием и кранами. Компрессионные тесты показали, что квазистатическое поведение изгибающих сил было почти линейным с жесткостью, увеличивающейся с давлением в шинах. Жесткость шин была в значительной степени зависима от частоты возбуждения. Вертикальные затухания оценивались в зависимости от частотной характеристики шин. Было видно, что затухание значительно уменьшается с увеличением частоты для всех испытуемых шин. Один из примеров показан на рисунке 10, на котором изображены затухания военных внедорожных шин для двух различных значений давления: 4.5 бар(а) и 1.7 бар (б). Аналогичные тенденции наблюдались и для других шин. Также можно заметить, что затухание для данной шины имеет пиковое значение при 1 Гц с давлением в 4.5 бар. Этот пик в затухании не был виден при более низком давлении в шине.
Помимо тенденции к уменьшению затухания с увеличением частоты, также был отмечен большой разброс значений затухания у шин. Шины лесных машин, как было видно, имеют значения затухания, в три раза превышающие значения для шин внедорожных военных машин, что приводит к повышению относительных затуханий в загруженном состоянии транспорта. Коэффициент затухания для колес контейнерного погрузчика соизмерим с коэффициентом для колес военных машин, несмотря на то, что жесткость выше, что приводит к меньшим относительным затуханиям в условиях тестируемой нагруженности. Следовательно, шины аналогичных размеров, но разной структурной компоновки могут проявлять различные динамические показания. Затухание шин также зависит от динамических и статических нагрузок, как видно из рисунка 10. Данные о прокатных сельскохозяйственных шинах с размерами 13.6R38 были опубликованы Лайнсом и Мерфи (1991а; 1991б), основанные на экспериментах с использованием тестовой одноколесной установки, которая подробно описана в предыдущем докладе(Лайнс и Янг, 1989). Жесткость и демпфирование шины были рассчитаны исходя из динамических показателей при возбуждении гидравлического шейкера. Результаты(рисунок 11) показывают, что вертикальная жесткость проверялась при значении в 1.38 бар и была почти постоянной, независимо от скорости и частоты. Тем не менее, статическая жесткость обычно была на 10-20% выше, чем жесткость прокручивающегося колеса. Было также установлено, что жесткость увеличивается с возрастом шин из-за жесткости резины, а также выяснилось, что чрезмерный износ протектора шин может уменьшить жесткость по причинам малого количества материала на выступах. Следовательно, совокупный эффект от старения и износа может быть сложнопредсказуемым. Еще одним примечательным наблюдением было то, что жесткость колеса независима от приложенного вращающего момента.
|
|
Затухания прокатных сельскохозяйственных шин, определяемых при давлении 1.38 бар, как было установлено, уменьшаются с повышением возбуждающих частот и скорости в одинаковой степени (Летонен и др.,2006, рисунок 12). Как и в случае с жесткостью, затухание также принимает более высокие значения для более старых шин.
|
|
Данные измерений, указанных выше, были использованы в прогнозировании ездовых вибраций с использованием многокритериального динамического моделирования на гофрированной древесной поверхности(Лайнс, Пичи и Коллинс, 1992). Модель контакта была использована для испытания взаимодействия шины с землей. Модели со свойствами шин, зависимых от частоты и скорости оказались более точными по отношению к частотной характеристике, но не подтвердили прогнозы среднеквадратичного отклонения перегрузки. Это указывает на то, что фактическое ускорение транспортного средства зависит также от локальных деформаций следов шины. Это может служить объяснением тому, почему предсказания для внедорожных экспериментов исторически были менее успешными(Кролла, 1981). Сочетание большого радиуса и малой скорости также означает, что радиальный износ внедорожных шин может вызвать колебания на относительно низких частотах. Износ шин есть важный параметр для больших внедорожных шин(Бринкман и Склоттер, 2004). Характер износа шины, как подразумевается, также вызывает низкочастотные колебания внедорожных шин(Бринкман и Склоттер, 2004). Так как структура протектора в основном вызывает шум, она также может сказаться на ездовых колебаниях, в частности на малых скоростях, особенно при движении на грубых поверхностях.