Numerical Analysis of Stress Distribution in a Car Tire Equipped with Snow Chains

• Autorzy: Olszewski Z. , Waluś K. , Krawiec P. , Warguła Ł.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Car tire is made of a composite material, whose individual components have significantly different mechanical properties. Its primary task is to transfer forces generated by the vehicles drive system so that the driver maintains sufficient control over the vehicle, as well as to preserve optimal performance characteristics. Presence of snow and slush, especially on roads with significant inclination leads to a drastic deterioration of the vehicles traction. In this case, in order to ensure sufficient control over the vehicle snow chains are used, whose task is to change the nature of the interaction between the tire and the surface through an increase in the radial forces operating in the area of contact, by increasing the surface area, and the expansion of the wheels outer surface macrostructure. Stress distribution in the tire, especially in the area of direct contact between the tire, the chain and the surface is a result of the mechanical properties of tires composite constituents, chain geometrical characteristics, tire pressure, hardness, and surface type, thickness and density of the snow cover, and temperature of the system. Value of these stresses has a direct and significant impact on the issue of safety, operating characteristics of the vehicle, and the durability of road surface and tires. In order to evaluate the stresses in the tire equipped with chains, authors' previous numerical model was further developed, which has been earlier successfully used to estimate the value of the deflection, and the surface area of the contact area as a function of load. Model takes into account all relevant geometric and material features of actual tire-chain-surface as well as the loads acting on the wheel. In this paper numerical model of the tire equipped with snow chains, and the results of the stress distribution obtained by numerical simulation for pressure and load conditions corresponding to a typical real were presented.

Słowa kluczowe

EN

composite; energy dissipation; snow chains; failure; tire

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Machine Dynamics Research
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 39, No. 1
• Strony: 135--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Olszewski Z.

• Poznan University of Technology

autor

Waluś K.

• Poznan University of Technology

autor

Krawiec P.

• Poznan University of Technology

autor

Warguła Ł.

• Poznan University of Technology

Bibliografia

• 1. ABAQUS Technology Brief: An Integrated Approach for Transient Rolling of Tires TB-03-TRT-1, January 2011.
• 2. ABAQUS 6.12-1 Documentation, 2012.
• 3. Bojar P., Matuszewski M., Woropay M., Szubartowski M., Muślewski Ł., Model oceny bezpieczeństwa realizowanego procesu transportowego z punktu widzenia oddziaływań czynników antropotechnicznych, Technika Transportu Szynowego 9/2012, s.2257-2269, CD-ROM, ISSN 1232-3829.
• 4. Jurkowska B., Jurkowski B., "Produkcja opon i dętek", WNT Warszawa 1975r.
• 5. Drożyński M., Waluś K. J., Olszewski Z., "Wykorzystanie hipotez tarcia suchego do charakteryzowania zużycia ciernego sprzęgieł tarczowych - analiza teoretyczna", VI International conference "Friction 2010", Politechnika Warszawska 2010r.
• 6. Marvalova B., Viscoelastic properties of filled rubber. Experimental observations and material modelling, Engineering MECHANICS, Vol. 14, 2007, No 1/2, p. 81-89.
• 7. Olszewski Z., Waluś K. J., Effects of Atmospheric Conditions on The Mechanical Properties of Tires, Applied Mechanics and Materials Vol. 232 (2012) pp 14-18, © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland, doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.232.14, EBook version ISBN: 978-3-03813-434-3.
• 8. Olszewski Z., Waluś K. J., Berdychowski M., Modelowanie cech geometrycznych opony pneumatycznej z zastosowanie metody elementów skończonych, Logistyka/Instytut Logistyki i Magazynowania. -2014,nr 3, s. 4829-2835. –CD-ROM 1, 2014r.
• 9. Parsons W., Hysteresis and adhesion of a semicrystalline polymer, Polymer, Volume 28, Issue 7, June 1987, Pages 1133-1138.
• 10. Persson B.N.J., On theory of rubber friction, Surface Science 401, 445-454, 1998.
• 11. Talaśka K., Waluś K. J., Berdychowski M., "Modelowanie opon samochodowych z wykorzystaniem oprogramowania MES (badania pilotażowe); Technika Transportu Szynowego 9/2012, s. 3487-3494, CD-ROM, ISSN 1232-3829.
• 12. Tarasiuk P., "Obliczanie MES kół pojazdów wolnobieżnych - model opony a dokładność rozwiązania numerycznego", Acta mechanica et automatica, vol. 2 no. 4, 2008r.
• 13. Tokarczyk E., Ucińska M., Zachowania asertywne a bezpieczeństwo ruchu drogowego, Technika Transportu Szynowego 9/2012, s.901-911, CD-ROM, ISSN1232-3829.
• 14. Ucińska M., Niezgoda M., Karaś D., Tokarczyk E., Odachowska E., Starszy kierowca w ruchu drogowym, Technika Transportu Szynowego 9/2012, s.889-900, CD-ROM, ISSN 1232-3829.
• 15. Unarski J., Wach W., Zębala J., Przyjmowanie wartości współczynnika tarcia w różnych szczególnych okolicznościach, Instytut ekspertyz sądowych, Kraków 2000.
• 16. Waluś K. J., Badania doświadczalne intensywnego przyspieszania ciągnika siodłowego w ujemnych temperaturach otoczenia (badania rozpoznawcze), Autobusy 3/2013, s. 2089-2096, CD-ROM, ISSN 1509-5878,2013a.
• 17. Waluś K. J., Badania doświadczalne intensywnego hamowania ciągnika siodłowego w ujemnych temperaturach otoczenia (badania rozpoznawcze), Autobusy 3/2013,s. 2097-2102, CD-ROM, ISSN 1509-5878, 2013b.
• 18. Waluś K. J., Comparing the intensity of the acceleration of a passenger car equipped with summer and winter tires in sub-zero road surface temperatures, Technolog. - 2013, nr 4, s. 262-264, ISSN 1337-8996, 2013c.
• 19. Waluś K. J., Comparing the intensity of the braking car equipped with summer and winter tires in sub-zero road surface temperatures, Technolog.- 2013, nr 4, s. 265-267, ISSN 1337-8996, 2013d.
• 20. Waluś K. J., Comparison of the Maximum Acceleration of a Passenger Car on Selected Pavements in Wintertime, abstract, proceedings of XX Ukrainian-Polish Conference on CAD in Machinery Design. Implementation on Educational Issues.” CADMD’2012,October 11-13, 2012, Lviv, UKRAINE, p. 24-30, ISBN 978-617-607-332-1, 2013e.
• 21. Waluś K. J., Olszewski Z., Analysis of Tire-road contact under Winter conditions, Lecture Notes in Engineering and Computer Science, Volume 2192, proceedings World Congress on Engineering 2011, Volume III, London, U.K. 6-8 July, 2011, p. 2381-2384, ISBN 978-988-19251-5-2, ISSN 2078-0958.
• 22. Waluś K. J., Wolniewicz R. M., Olszewski Z., Drożyński M., Analysis of pressure and load influence on geometric parameters of tire under static conditions, 17th French-Polish Seminar of Mechanics, 15.05.2009, Lille, Francja, p. 31-36.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.