تحلیل گرمایی تایر

نویسندگان

چکیده

مهمترین عامل تهدیدکننده آمیزه‌های لاستیکی به کار رفته در تایر، گرماست. گرما موجب تخریب خواص فیزیکی و ساختمان شیمیایی آمیزه‌ها شده و دوام و پایداریشان را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد. تولید گرما در تایر، عمدتاً در نتیجه تغییر شکلهای ویسکوالاستیکی1 تایر و اصطکاک داخلی آن در طی حرکت غلتشی در جاده، صورت می‌پذیرد. علاوه بر آن، بخشی از گرمای تولید شده، در نتیجه اصطکاک لغزشی تایر با جاده نیز به سطح خارجی تایر منتقل می‌شود. پیش‌بینی توان تلف شده و میزان گرمازایی2 و افزایش دمای ناشی از آن، در بخشهای مختلف تایر می‌تواند در فرایند تحلیل و طراحی تایر برای شناسایی نواحی آسیب پذیر و اصلاح و بهبود ساختمان داخلی تایر مورد استفاده قرار گیرد. در پژوهش حاضر، ابتدا داده‌های مورد نیاز تحلیل گرمایی شامل قابلیت هدایت گرمایی آمیزه‌های لاستیکی تایر، مؤلفه‌های نیروی مقاومت غلتشی3 و میزان گرمازایی ناشی از آنها تعیین شده، سپس رفتار ترمومکانیکی تایر در حرکت بر سطح جاده به عنوان یک فرایند بازگشت ناپذیر ترمومکانیکی، در حالت یکنواخت، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نهایتاً با نوشتن یک برنامه رایانه‌ای اجزای محدود، مقطع عرضی یک تایر بایاس4 سواری در حال حرکت، شبیه سازی شده و توزیع دما در بخشهای مختلف آن براورد شده است. نتایج حاصل از پیش بینی رفتار تایر در شرایط کاری مختلف نشان می‌دهد که اجزای تاج5 و کرکس6 در مجاور ناحیه شانه، به خصوص در سرعتهای زیاد و تحت بارهای سنگین با بیشترین افزایش دما مواجه می‌شوند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermal Analysis of Tire

نویسندگان [English]

  • A. Rezvani
  • G. Karami and M. Yaghoubi
چکیده [English]

One of the great enemies of rubber compounds is heat. Heat will cause chemical and physical degradation of vulcanized rubber as well as a considerable loss in its strength. A major source of heat generation in a tire is due to internal friction resulting from the viscoelastic deformation of the tire as it rolls along the road. Another source of heat generation in a tire is due to its contact friction with the road. Prediction of the temperature rise at different parts of the tire will help to detect the behavior of the tire as regards its strength and its failure. In the present work, initially the data required for the thermal analysis of the tire are determined which include: the thermal conductivity of rubber compounds, the tire rolling resistance and its heat build-up rate. The thermomechanical analysis of a typical tire then follows based on the thermodynamics of an irriversible process. The mechanical dissipatives, i.e. the hystersis losses are assummed to be the major source of heat in the mathematical formulation. A finite element code is developed for two-dimensional heat transfer analysis of the tire. The results obtained show that the highest temperature rise will occur on the carcass-tread interface in a tire specially at heavy loading and under high speed conditions. Keywords: Heat Generation, Rubber, Contact Friction, Design, Finite Element, Viscoelastic Deformation

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat Generation
  • Rubber
  • Contact Friction
  • Design
  • Finite Element
  • Viscoelastic Deformation

تحت نظارت وف ایرانی