Деформация нитей корда
При качении шины с радиальной нагрузкой на нее шина испытывает деформации от внутреннего давления РВн и дополнительные циклические деформации.
В зависимости от размеров шины и условий ее нагрузки изменяется величина и зона распространения деформаций по окружности шины. Деформация нитей корда внутренних и наружных слоев каркаса различна. Это отличие объясняется изгибом каркаса.
Наибольшее влияние изгиб оказывает в зоне контакта шины с дорогой. За пределами этой зоны деформация внутренних и наружных слоев каркаса практически одинакова, т. е. наибольший изгиб – в зоне контакта с дорогой.
В зоне экватора (при контакте с дорогой) шины нити корда при качении шины испытывают дополнительную деформацию растяжения. При входе и выходе из зоны контакта кордные нити подвергаются небольшому сжатию.
В зоне боковой стенки покрышки возникают дополнительные деформации сжатия. Величина этих деформаций зависит от начальных усилий в нитях корда, вызванных внутренним давлением шины. При снижении внутреннего давления сжатие нитей в боковой стенке увеличивается. Величина и характер деформаций кордных нитей меняется по профилю шины. При этом у легковых и грузовых шин это изменение различно.
В легковых шинах нити корда растянуты только в зоне беговой дорожки. В боковой стенке они испытывают знакопеременные деформации.
В грузовых шинах нити корда подвергаются деформации растяжения как в зоне беговой дорожки, так и в боковой стенке.
При наезде шины на препятствие деформация растяжения достигает максимального значения. С увеличением глубины вдавливания эти деформации резко возрастают и достигают значения разрыва, т. е. это ведет к разрушению шины.
На деформацию кордных нитей влияет нагрузка на шину, внутреннее давление, скорость качения.
При увеличении нагрузки на шину возрастает деформация сжатия нитей, и шина может разрушиться вследствие кольцевого излома или разрыва каркаса по боковине.
Повышение внутреннего давления РВн приводит к увеличению растяжений нитей, что может вызвать разрыв каркаса в зоне беговой дорожки.
Снижение внутреннего давления увеличивает деформацию сжатия, что ведет к разрушению нитей и отслоению их от резины.
При возрастании скорости качения деформация нитей практически не меняется до достижения критической скорости. При критической скорости на поверхности шины возникает волна, которая является причиной резкого увеличения амплитуды деформации, изменения их формы и цикла.
На деформацию нити влияют также конструктивные параметры шины и свойства применяемых материалов. При повышении жесткости кордных нитей (модуля) удлинение нити уменьшается при воздействии нагрузки, а усилия в нитях возрастают.
Изменение угла наклона нитей оказывает незначительное влияние на дополнительные растяжения нитей при качении шины под нагрузкой. С увеличением резиносодержания в каркасе растяжение нитей внутренних слоев корда уменьшается.
На работоспособность шины воздействуют усталостные характеристики корда. С повышением разрывной прочности корда усталостная работоспособность шины увеличивается.
Работоспособность шин на капроновом и полиэфирном корде больше, чем на вискозном. Но работоспособность полиэфирного и капронового корда зависит от начального нагружения на него.