Анотація до роботи:

Ткачова В.В. Напружено-деформований стан шаруватих гумовокордних оболонок пневматичних шин.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.17 – Будівельна механіка. – Придніпровська державна академія будівництва та архітектури (ПДАБтаА), Дніпропетровськ, 2004 р.

Роботу присвячено уточненню напружено–деформованого стану шаруватих оболонок пневматичних шин за допомогою математичної моделі. Шаруватість конструкції пневматичних шин з дуже малим зсувним модулем, що практично дорівнює модулю зсуву гуми, вказує на необхідність обліку деформацій поперечного зсуву незалежно від відношення h/R. В даний час існує багато різних теорій оболонок, у яких ураховуються деформації поперечного зрушення. Аналіз виявив ряд особливостей кількісного і якісного характеру. Для неоднорідного каркасу оболонки шини тангенціальні переміщення по товщині змінюються по нелінійному закону, тобто гіпотеза прямої лінії, що використовувалася в більшості прикладних теорій, для цього випадку неприйнятна. Дотичні напруження міжшарового зсуву також мають явно виражений неоднорідний характер, що не відповідає технічним гіпотезам теорій оболонок про параболічний закон розподілу дотичних напружень по товщині. Необхідно відзначити, що неоднорідності внутрішнього напруженого стану незначно впливають на інтегральні характеристики шини, а саме: радіальну, бічну та окружну жорсткості. Тому представилося доцільним розробити математичну модель, що враховувала відмовлення від гіпотези прямої лінії для тангенціальних переміщень зі збереженням обліку деформацій міжшарового зрушення й обтиснення оболонки по товщині.

Відповідно до цього цілком природною математичною моделлю для розрахунку радіальних шин із прийнятною інженерною точністю є модель неоднорідної тришарової тороідальної анізотропної оболонки.

Для рішення використовується метод локальних варіацій. Цей метод легко алгоритмується і може враховувати будь-який тип нелінійності. При варіюванні невідомих функцій для критерію позитивної варіації використовується властивість мінімуму повної енергії системи.

У результаті рішення цих задач за допомогою комплексу програм, що був модернізований автором, отримані всі необхідні напруги і деформації оболонки. Ці результати видаються конструкторам у виді роздруківок переміщень, деформацій, напруг, температурних полів, ресурсу та сили опору кочення.

У третьому розділі розроблений алгоритм рішення динамічної контактної задачі для пластин і оболонок.

У четвертому розділі вирішені деякі динамічні контактні задачі коливань ортотропних пластин і оболонок, взаємодіючих з підстильним шаром, що може знаходитися на довільній відстані від поверхні. Якщо відстань між поверхнею контакту чи пластиною оболонкою дорівнює нулю, то це відповідає коливанню пластини чи оболонки, що лежить на пружній основі, але з однобічними зв'язками. Поверхня основи може бути довільною, у тому числі і крапковою, а також розташованою з двох сторін. Властивості основи описуються моделлю Вінклера.

На основі виконаних досліджень отримані нові результати оцінки напружено-деформованого стану гумовокордної оболонки пневматичної шини.

1. Вирішено задачу напруженого стану оболонки шини з обліком її пружної усадки при виготовленні.

2. Модифіковано математичну модель гумовокордної оболонки пневматичної шини з лінійних нерозтяжних кінцевих елементів шляхом обліку довільної довжини кожного елемента.

3. Отримано рівняння коливань гнучкої гумовокордної оболонки при динамічній контактній взаємодії її з дорожньою основою з урахуванням однобічних зв’язків.

4. Розроблено алгоритм і комплекс програм для рішення динамічних контактних задач багатомасової оболонки, які можуть бути використані при рішенні задач кочення шини по дорозі.

5. Результати роботи використовувалися при проектуванні шин на Дніпропетровському шинному заводі.

Публікації автора:

1. Кваша Е.М., Ткачева В.В. Влияние отклонений углов армирования от проектных на термонапряженное состояние резинокордных оболочек пневматических шин// Теоретичні основи будівництва. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2000. -№8. – С.448-451 (Авторові належать розрахунки напружено–деформованого стану (НДС) і аналіз результатів).

2. Кваша Е.М., Ткачева В.В. К вопросу учета сил инерции при решении динамических контактных задач оболочек пневматических шин// Теоретичні основи будівництва. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2001. -№9. – С.69-72 (Авторові належить постановка задачі та результати).

3. Ткачева В.В. Напряженное состояние резинокордной оболочки шины с учетом усадки// Теоретичні основи будівництва. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002. - №10.-Т.2. – С. 809-812.

4. Кваша Е.М., Ткачева В.В. Особенности деформирования тороидальной резинокордной оболочки в контактной зоне// Теоретичні основи будівництва. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2003. - №11. – С.127-130 (Авторові належать розрахунки та аналіз результатів).