Как определить направленность резины: Как узнать направление резины

Внутренняя и наружная сторона шины. Как определить направление вращения шины? Важность направленной установки шин для разных типов протектора

В последнее время у автомобилистов все чаще возникает вопрос о «правильности» монтажа «левых» и «правых» шин. Дело в том, что при правильном монтаже шин на автомобиль, может показаться, что шины установлены наоборот, несимметрично. Не стоит пугаться — это нормально. Так и должно быть.

Асимметричные ненаправленные шины не имеют направления вращения, т.е. могут монтироваться на любое колесо автомобиля.

Самое главное…

Самое главное — чтобы на всех шинах (после их установки) на Вас «смотрели » надписи «Outside «.

Варианты обозначений могут быть разными:

сторона может быть обозначена следующими надписями:

1. Внутренняя сторона:

Side Facing Inwards

Mount This Side Inside

Cote Intérieur и т.д.

2. Внешняя сторона, в свою очередь, будет обозначена так:

Side Facing Outwards

Mount This Side Outside

Cote Extérieur и т.

д.

Пример маркировки внешней стороны ненаправленной асимметричной шины:

Почему, собственно…

Задача, которую ставили перед собой конструкторы таких шин — чтобы два колеса на оси «работали», как ОДНО ЦЕЛОЕ.

Асимметричные ненаправленные шины разрабатывались для оптимизации весьма противоречивых требований, предъявляемых к шинам. Они должны прилегать всей плоскостью к сухой дороге и, одновременно, — эффективно отводить воду из зоны контакта.

Наружная часть специально делается жесткой для оптимизации эксплуатационных свойств шины в скоростном повороте, когда качественный контакт помогает минимизировать износ протектора.

Внутренняя сторона шины обеспечивает стабильность усилия на старте и в торможении, а также эффективное выведение воды из под колеса.

Ротация

В ходе эксплуатации, также рекомендуется переставлять ассиметричные шины с передней на заднюю ось (и наоборот) через каждые 5000-7000 км. Такая перестановка осуществляется для того, чтобы полностью избежать опасности появления неравномерного износа протектора.

При этом следует помнить о том, что:
— Если у шины есть заданное направление вращения (обозначается стрелками на боковине и словом «Rotation»), тогда шины следует переставлять с передней на заднюю ось по одной и той же стороне автомобиля (передняя правая шина устанавливается сзади справа, передняя левая – сзади слева). Замечательные уровни отдач выигрышей в азартных играх с выводом денег позволяют посетителям азартных площадок быстро наполнить депозитные счета. Когда нужно забрать призовые, с выводом денег на карту, гостю такого интернет зала достаточно заполнить соответствующую заявку на перечисление средств, учитывая граничные лимиты на перевод сумм, действующие в казино.
— Если у шины направление движения не задано, тогда их можно переставлять крест-накрест, т.е. переднюю правую шину поставить сзади слева, переднюю левую – сзади справа и так далее.

Примеры асимметричных ненаправленных шин

Бренд	Лето	Зима
Bridgestone	Potenza RE 001 Adrenalin	Blizzak LM-30
	Potenza RE760 Sport	Blizzak LM-35
	Turanza Serenity
	Turanza ER300
Continental	ContiEcoContact 3	ContiVikingContact 5
	ContiPremiumContact 2	ContiCrossContact Viking
	ContiSportContact 3	ContiWinterContact TS 810
	Conti4x4SportContact	Conti4x4WinterContact
	ContiCrossContact UHP	ContiWinterContact TS 830 P
Cooper	Zeon CS6	Discoverer M+S Sport
	Zeon XTC
	Zeon XSTa
Dunlop	SP Sport 01	SP Winter Response
	SP Sport 3000
	SP Sport FastResponse
	SP Sport Maxx GT
	SP Sport Maxx TT
Goodyear	Eagle F1 Asymmetric	Ultra Grip Performance
	Excellence
	EfficientGrip
Hankook	Ventus Prime K 105	Ice Bear W 300
	Ventus S1 evo K 107	Ice Bear W 300A
Kumho	Ecsta X3 KL17	I`ZEN XW KW15
	Ecsta X3 KL17	I`ZEN XW KW17
	Ecsta Kh21	I`ZEN XW KC15
	Ecsta ASX KU21
Michelin	Energy Saver	Pilot Alpin PA3
	Primacy HP
	Pilot Exalto PE2
	Pilot Sport PS2
	Latitude Cross
	Latitude Diamaris
	Latitude Sport
Nokian	Hakka i3	WR G2
	Hakka H	WR G2 SUV
	Hakka V
	Hakka Z
	Z G2
	Hakka C Van
	NRVi SUV
	Hakka Z SUV
	Hakka SUV
Pirelli	PZero Nero	Winter 190 SottoZero
	PZero Rosso	Winter 210 SottoZero
	P Zero	Winter 240 SottoZero II
	Cinturato P7	Winter 270 SottoZero II
	P7
Toyo	Proxes CF1	Snowprox S942
	Proxes CF1 SUV	Snowprox S952
	Proxes R33	Open Country W/T
Yokohama	AVID TRZ S316	W. Drive V902
	Parada Spec-2 PA01
	C.Drive AC01

Современная шинная индустрия создает свои изделия все лучше и лучше. Универсальная продукция способна отлично чувствовать себя на сухом асфальте, отводить воду, обеспечивать сцепление с дорогой, а кроме того — предоставить акустический комфорт и снизить расход топлива.

Для современных машин предлагается множество комплектов с разнообразными протекторами и составами смеси. Такая универсальность имеет один недостаток. Рисунок протектора различается на половинах покрышки. Поэтому, на шинах встречаются отметки Rotation, Inside или Outside, говорящие о правильном направлении вращения.

В этой статье мы поговорим о маркировке направления вращения шин, типах резины, направленном и ненаправленном рисунке протектора, а также расскажем про все плюсы и минусы таких изделий.

Основным фактором, на который стоит обратить внимание — это протектор покрышки. Грамотно подобранный рисунок максимизирует пятно контакта с дорогой и поможет отвести воду и снежную кашу, предотвращая затирание. Колеса бывают как с направленным, так и с ненаправленным рисунком или ассиметричного строения. Отличаются они техническими характеристиками, стоимостью производства и рекомендованными условиями использования.

Универсальным считается комплект с симметричным ненаправленным протектором. К тому же технологический процесс производства таких покрышек гораздо проще, чем специальных автошин, что положительно сказывается на цене. К тому же установить шины с таким протектором легко, ведь перепутать посадочные места невозможно.

Однако этот рисунок не обеспечивает максимального контакта шины с дорогой в сложных погодных условиях. Данное решение является компромиссным. Лучше использовать универсальную резину в качестве запаски , которая легко станет на любое место, но не как повседневный вариант.

Направленные шины обладают собственным рисунком, который позволяет эффективнее отводить воду и противостоять аквапланированию. Характеристики по сравнению с шиной с ненаправленным рисунком, гораздо выше. Однако в случае неправильной установки их канавки протектора будут, наоборот, затягивать под себя капли. Поэтому важно грамотно устанавливать такие покрышки.

На таких колесах присутствует собственное обозначение в виде латинского слова Rotation. Направление движения определено соответствующей стрелкой. Недостатком таких покрышек является то, что колеса можно ставить без снятия с диска только на определенную сторону из-за того, что рисунок протектора различается. Если требуется поставить левое колесо на правую сторону, необходим демонтаж резины.

Что значит Outside на резине

Самыми дорогими и высокотехнологичными из устанавливаемых на автомобили комплектов, считаются асимметричные и направленные покрышки. Такие автошины способны предоставить максимальное пятно контакта шины с дорогой, высокий уровень сцепления, уверенную реакцию на повороты руля.

Такие характеристики обеспечиваются за счет разного рисунка на внутренней и внешней стороны шины, где одна часть имеет «дождевой», а вторая – «сухой» протектор.

Наружные сегмент беговой дорожки обладает большей жесткостью и при быстрых поворотах гарантирует прекрасное сцепление с дорожной поверхностью и устойчивое движение автомобиля.

Внутренние сегменты, как правило, обладают меньшими блоками и имеют улучшенные рабочие характеристики во время дождя, позволяя эффективно отводить воду от протектора. Условно, можно разделить такие колеса на левые и правые, ведь у них различается внутренняя внешняя сторона шины и они не взаимозаменяемы.

Маркировка оутсайд (outside) говорит нам о наружной части колеса. Такое обозначение помогает при установке автопокрышек собственными руками. Подобную надпись можно встретить на боковине колеса, рядом с указателями размерности.

Значение Inside на шинах

Иногда на покрышках бывает установлена надпись Инсайд (inside). Здесь все просто — это обозначение внутренней стороны покрышки с асимметричным рисунком. Подобные метки с облегчают монтаж асимметричных колес, ведь они должны быть установлены согласно жесткому регламенту.

В противном случае комплект не обеспечит должного сцепления с дорогой.

Бывают колеса, которые имеют одновременно направленный и ассиметричный рисунок, заслужившие лучшие отзывы. Такие комплекты позволяют эффективно цепляться за асфальт и обеспечивать максимальный зацеп в ситуации, когда остальные покрышки уже сдаются. Единственным недостатком таких шин есть высокая стоимость. Цена покрышек одного и того же производителя будет на 10-15% выше. Помочь вычислить стоимость подходящего комплекта поможет специальный калькулятор.

Как узнать направление резины?

Узнать резину с направленным рисунком довольно просто. На боковине может быть стрелка и надпись Rotation, указывающая движение автомобиля вперед. Если же такая маркировка отсутствует, то перед нами ненаправленные протектор и направление шины не имеет значения.


Визуально тоже можно определить направление вращения покрышки. Для эффективного водоотведения от протектора, направляющие должны идти от центра диска к его краям. Если рисунок совпадает, значит, колеса правильно установлены. Если нет – то возможно данное направление вращения неверно и стоит заострить на этом внимание, сверив с отметками на стороне колеса.

Часто на комплектах присутствуют дополнительные обозначения, несущие полезную информацию. К примеру, можно увидеть отметки twi на шине это показатели, которые обозначают степень износы протектора. Последняя метка находится на минимально допустимой высоте 1,6 мм. Подобные отметки помогают понять, какие шины нуждаются в замене и следить за своей резиной.

Часто в вопросах встречается интерес, что означает M+S. Метки M+S в первую очередь ставят на всесезонную резину. Дословное обозначение – Mud+Snow, то есть возможность эффективно работать на грязи или снеге. Однако стоит помнить, что нет универсального решения и невозможно уместить лучшие в одном комплекте резины.

Всесезонка лучше всего работает при околонулевых температурах, так что по факту такие колеса являются демисезонными. При существенном колебании столбика термометра в любую сторону, характеристики шин значительно ухудшаются по сравнению с установленными сезонными комплектами. Поэтому желательно иметь летнюю и зимнюю резину.

Внутренняя и внешняя сторона шины

Отметки на внешней или внутренней стороне шины крайне важны для того, чтобы правильно ставить резину. Поэтому кратко подытожим изложенный выше материал:

• наиболее универсальной является ненаправленная симметричная резина, которую можно ставит на любое место без снятия с диска, направленную – нет. Поэтому стоит иметь запасное колесо с таким протектором – это облегчит ситуацию по мере необходимости;
• маркировка аутсайд, как и инсайд на автошинах (перевод: внешняя или внутренняя сторона), свидетельствует об асимметричном рисунке протектора. Надписи нанесены на боковинах изделия. Эти колеса имеют две различные части покрышки для сухого или мокрого асфальта;
• ассиметричная резина обеспечивает более уверенное сцепление с дорогой, превосходное водоотведение, максимальное пятно контакта. Однако такие шины нельзя менять местами относительно левой или правой части автомобиля;
• стоимость подобных комплектов на 10-15% выше, чем аналогичных автошин со стандартным рисунком;
• при монтаже несимметричных комплектов или шин с направленным рисунком следует принимать во внимание рисунок протектора и направление движения колеса. Подробно обо всех хитростях шиномонтажа можно узнать из профессиональных видео роликов.

При выборе шин необходимо учитывать многие факторы. Чаще всего обращаю внимание на производителя, стоимость и прочие характеристики. Однако многие автомобилисты забывают о таком важном моменте, как рисунок протектора. Ведь именно от него зависят многие важные показатели. Какой же протекторный рисунок лучше: направленный или асимметричный? Ответим на этот вопрос более детально для зимних и летних покрышек.

Какой рисунок протектора лучше для зимних шин

Итак, начнем с основ. Всего различают две группы типа и направления протектора, включающие в себя по две подгруппы:

1. Симметричный,
2. Ассиметричный.

Каждый из них может быть:

1. Направленный,
2. Ненаправленный.

Направленный рисунок внешне очень тяжело перепутать, так как он очень похож на английский символ «V». Многие же его называют елочкой или стрелами. Покрышки с таким рисунком значительно превосходят другие модели при езде по влажному покрытию.

Варианты летних протекторов

При эксплуатации автомобиля по талому снегу слякотная масса походит через канавки шин и в итоге выводится оттуда. При этом сцепление с дорогой остается неизменным.

Все свойства покрышек с направленным рисунком сохраняются и на высокой скорости, поэтому на многих спорткарах установлены именно они. Однако есть у симметричных направленных шин и недостатки. К ним можно отнести:

• Высокий уровень шумности, особенно на высокой скорости, что нарушает комфорт при движении.
• Еще один очень весомый минус – слабая износоустойчивость.

При этом многие отмечают, что если на дороге такое колесо придет в негодность из-за прокола или пореза, то поменять его на запасное не всегда получится. Это обусловлено тем, что направленность у колес может отличаться.

В то же время если предполагается езда на высокой скорости или частые передвижения по влажному покрытию, то покрышки с направленным протектором в этих случаях прекрасно подойдут.

Асимметричный рисунок протектора направлен лишь наполовину, а вторая – обычная. Они также обладают отличной устойчивостью к эффекту аквапланирования. В отличие от направленного рисунка, симметричный тип имеет увеличенный ресурс.

На боковой части чаще всего расположены блоки, которые отделены от центральной части. Они отвечают за маневрирование, а также курсовую устойчивость. Благодаря этому через канавки покрышек влага и снег проходит максимально быстро, не ухудшая сцепление с дорогой.

Подобный тип шин очень популярен, на многие модели автомобилей их устанавливают с завода. Однако многие автомобилисты не ставят себе их из-за высокой стоимости, хоть и показатели у таких покрышек выше, чем у аналогов.

Протектор для летних шин

Направленный рисунок протектора на летних шинах выглядит так же, как и на зимних. Он тоже имеет улучшенную стойкость к эффекту аквапланирования, но из-за отсутствия боковых блоков курсовая устойчивость у таких покрышек не самая лучшая.

Исходя из этого можно отметить, что для агрессивного стиля вождения и резких маневров этот тип не подходит.

Для местности, где летом часто дожди, такие шины будут наилучшим вариантом, но для скоростной езды они не подходят. Также у них повторяется недостаток с невозможностью замены запасного колеса, так как для каждой стороны оно должно быть свое.

Асимметричные летние покрышки более универсальны и подходят под любой тип дорог. Они выдерживают нагрузки, возникающие на высокой скорости, а также подойдут и для спокойной езды. Однако у них есть существенный недостаток – высокая стоимость.

Переплачивать за такие покрышки стоит лишь в том случае, если вы любитель агрессивного стиля вождения, так как в другом случае разницы не будет заметно.

Решая, какие зимние либо летние шины лучше: симметричные или асимметричные, надо ориентироваться на то, что выбор типа протектора зависти от двух основных факторов. Первый – предпочитаемый стиль вождения. Второй – погодно-климатические условия, которые преобладают в местности, где эксплуатируется автомобиль.

Состоянию колес на своем автомобиле уделяет внимание любой водитель. Ничего удивительного или странного в этом нет, именно шины обеспечивают контакт с покрытием, от чего зависит поведение машины на дороге. Чтобы добиться хорошего сцепления колес с полотном, производители покрышек предпринимают поистине героические усилия, асимметричные шины надо воспринимать как одну из попыток улучшить поведение резины во время движения.

Шины с асимметричным рисунком протектора

На выбор водителям предлагаются разные виды покрышек, но все их по большей части можно разделить на типы по виду протектора:

• симметричный;
• направленный;
• асимметричный.

Примеры упомянутых рисунков протектора показаны ниже:

На машине колесо испытывает значительные нагрузки, причем они существенно отличаются в изменяющихся дорожных условиях – снег, вода, торможение, разгон, поворот – в каждом из этих случаев резина работает по-разному. Вот асимметричные шины и призваны учесть некоторые из этих различий в отдельных режимах движения.

Такое название обусловлено их своеобразным рисунком протектора. Укрупненно он показан на фото:

Как уже упоминалось, различия, связанные с рисунком протектора, вызваны разным поведением резины при движении. Так, для обычных симметричных покрышек оно стандартное. Направленная резина отличается лучшим водоотведением в месте контакта с покрытием и предназначена для использования на мокрой дороге. А покрышки с различным рисунком протектора обеспечивают автомобилю лучшую курсовую устойчивость и управляемость.

В данном случае учтено поведение машины в повороте, когда нагрузка приходится в основном на внешнюю часть шины. Поэтому она делается более жесткой, с крупным рисунком, что обеспечивает устойчивость и маневренность в поворотах. Внутренняя часть изготавливается из более мягкой резины, благодаря чему отводит воду из-под колеса, что снижает риск аквапланирования и увеличивает пятно контакта с дорогой.

Одно время производители изготавливали подобные покрышки еще и направленными, но это оказалось уже излишним, в настоящее время они не выпускаются, и нет различия на правые и левые колеса.

Монтаж асимметричных шин

Что еще необходимо знать водителю про такие покрышки? Самое главное – правильная их установка на автомобиль. Дело в том, что конструкцией предусмотрены две стороны – внешняя и внутренняя. Монтаж и установка подобной резины должны проводиться таким образом, чтобы выдержать именно нужное их расположение. Для обеспечения этого на боковой поверхности колеса имеется специальная маркировка – outside и inside (наружная и внутренняя).

Так что, выполняя монтаж таких колес, необходимо следить, чтобы надпись outside была с внешней их стороны.

Асимметричные шины становятся все более популярными среди водителей. Объясняется это лучшим поведением автомобиля с подобной резиной на дороге во время движения. Однако для обеспечения полноценной работы таких покрышек, надо правильно их смонтировать на диске и установить на автомобиль.

Направление вращения шины

Если автомобиль при движении ведёт в сторону и происходит быстрое стирание покрышек — почему это может быть?

Сделан неоднократный сход — развал, но проблема не исчезает? Это может значить, что покрышки установлены не правильно.

Прежде, чем устанавливать резину, необходимо определить направление шины, ведь почти на каждой покрышке уникальный рисунок протектора, который полностью раскрывает себя, только при правильной установке.

Классификация

Все автомобильные покрышки подразделяются по направлению рисунка шин, образуя несколько классификаций:

Важно: устанавливая колёса, необходимо, чтобы все надписи «Внутрь» были установлены в направлении водителя!

Определение

Правильно определить направление вращения шины довольно просто – когда автомобиль двигается вперёд «Ёлочка (узор протектора)» должна первой касаться дорожного покрытия. При остановке необходимо, чтобы рисунок протектора смотрел в противоположную движению сторону.

Способ определения подходит как к летним шинам, так и к зимним.

Ротация

Некоторые покрышки (например, Бриджстоун) возможно переставлять местами. Делается это только крест – накрест. Это значит, что возможно проехать 45-60 тысяч километров, и после этого поменять расположение колёс. На место правого заднего возможно поставить переднее левое, а на левое заднее – переднее правое. Так можно сделать и с передними колёсами, но в строго определённом порядке.

Если направление движения шины задано – колёса переставляются по одной стороне, т.е. передние шины меняются на задние, и наоборот.

Когда шины симметричные – возможно менять расположение в любом порядке.

Монтаж

Для установки ассиметричных покрышек Бриджстоун не требуется высококвалифицированных навыков, если запомнить несколько указаний. Надписи «Inside», «Outside» должны быть строго установлены по правилам.

Направленные шины необходимо устанавливать так, чтобы при движении колесо двигалось в заданном стрелкой направлении. При установке необходимо делать упор на движение вперёд.

Симметричные (без направления) покрышки устанавливаются на усмотрение владельца. Поэтому не имеют никаких указаний к установке.

Важно: если хотя бы одно колесо установлено неправильно, то управление автомобилем будет резко ухудшаться, а покрышки будут быстро приходить в негодность!

Установку лучше всего производить следующим образом:

Грамотная установка летних, зимних или всесезонных шин гарантирует, что покрышки максимально раскроют свои ходовые качества, а владельцы автомобилей смогут чувствовать себя комфортно и безопасно в любое время года, и на любом дорожном покрытии.

расшифровка, как определить и отличить

Резина обеспечивает сцепление колес с дорогой и передачу мощности двигателя на асфальт. Важно правильно выбрать комплект для своего авто, чтобы эксплуатация автомобиля была максимально эффективной. У каждого комплекта есть такой параметр, как сезонность шин. Далее будет представлена информация о всесезонных шинах, особенностях их маркировки и свойствах данной резины.

Для того чтобы определить всесезонную резину по маркировке такие покрышки имеют дополнительное обозначение в виде букв M+S. Аббревиатура Mud+Snow говорит о том, что комплект обеспечивает надежное сцепление в тяжелых погодных условиях. Помимо этого всесезонная резина обозначается символами 4S, AS или AW (4 Season, All Season или All Weather).

Однако следует понимать, что по сути всесезонка проигрывает зимним шинам при низких температурах и отстает от летней резины при серьезной температуре воздуха. По сути, данные покрышки считаются скорее межсезонными.

Что такое всесезонная шина?

На автомобиль предлагаются различные комплекты сезонной резины, которые отличаются своими характеристиками и составом. Шины на зиму сделаны из мягких сортов резины, которая позволит покрышке не дубеть. К тому же такая продукция обладает развитым рисунком протектора и высоким профилем, что позволяет цепляться за снежную кашу и эффективно отводить воду.

Отличие летних шин в резине твердых сортов. Данная покрышка отлично переносит высокие нагрузки и не плавится во время движения, уверенно цепляясь за поверхность. Высота профиля небольшая, а пятно контакта с дорогой – наиболее обширное. Однако в низкотемпературных условиях она дубеет и не обеспечивает должного сцепления, что выливается в долгий тормозной путь.

Узнать летняя или зимняя резина достаточно просто. Комплекты без каких-либо дополнительных отметок считаются летними. Всесезонные шины обозначаются буквами 4S, AS, M+S, а маркировка шин липучки или шиповки снабжена рисунками снежинки.

Параметры и характеристики резины

У каждого комплекта есть понятие сезонности шины. Несмотря на то, что покрышки определенного состава маркируются как всесезонные, такой комплект является демисезонной резиной. Такая всесезонная резина отличается более мягким составом резиновой смеси. Летом всесезонка будет перегреваться и «плыть», что приведет к преждевременному износу.

В случае сверхнизких температур автошины проиграют своим зимним аналогам. Наиболее эффективно такие комплекты работают при околонулевых показателях, обеспечивая должное сцепление на холодном асфальте, снежной каше или при дожде. В таких условиях резину можно использовать, однако кататься на ней круглый год не стоит, к зимнему или летнему сезону стоит ставить профильную обувку.

Плюсы и минусы эксплуатации

Каждый комплект имеет свои плюсы и минусы. Всесезонные шины не являются исключением.

Преимущества:

• позволяют экономить деньги, приобретая лишь один комплект колес;
• неплохо чувствуют себя при нулевых температурах, на мокром или заснеженном асфальте.

Недостатки:

• существенно проигрывают профильной авторезине при соблюдении сезонности. На высоких температурах покрышка «плывет», а при снижении столика термометра – дубеет. Зимой машина должна быть на зимней резине, а летом – на летних шинах.

Информация о производителе

В обязательном порядке на боковой поверхности покрышки находятся регламентированные надписи. Большими буквами нанесен логотип и название производителей резины, а также наименование марки. Некоторые производители авто могут рекомендовать те или иные бренды как наиболее подходящие для модели. Так поступают компании Chevrolet или ВАЗ.

Типоразмер резины

Также на боковине покрышки указан типоразмер резины. Есть европейский тип маркировки. К примеру, показания 205*35*R17 дают понять, что ширина шины – 205 мм, высота профиля – 45, а внутренний диаметр – 17-ть дюймов. Буква r значит, что перед нами обувка с радиальным плетением корда.

Американский способ похож на европейский, только перед цифрами стоят дополнительные буквы, которые сигнализируют об «ориентированности» резины (P – Passanger, LT – Light Track). Есть еще один способ, которым обозначается типоразмер, где даны значения в дюймах. Например, при наличии номера 29*11*R18 на боковой части, его расшифровка будет означать следующее:

• 29 – внешний диаметр в дюймах;
• 11 – ширина покрышки;
• 18 – внутренний диаметр.

Скоростной индекс

Еще одним обязательным параметром является скоростной индекс. Это буквенное обозначение, которое указывает на то, что машина может двигаться с заданной скоростью на протяжении нескольких часов. Чем ближе буква к концу латинского алфавита, тем выше этот показатель. Сейчас наиболее распространенными являются комплекты с индексами S, T, U, H V или W, позволяющие развивать скорость 180-190-200-210-240 или 260 км/ч соответственно.

Индекс грузовой нагрузки

Совместно с категорией скорости шинные производители проставляют еще два числа – индекс максимальной нагрузки. Этот параметр означает, что шина способна ехать под указанным весом на одно колесо при условии максимального давления. Показатель указывается в килопаскалях ближе к внутреннему радиусу.

ем выше показатель, тем больше нагрузка, какую может перенести колесо. Минимальным значением в индустрии является 1 – 46,2 кг на колесо, а максимальная цифра – 279 – 13,6 тонн на один баллон.

Маркировка

Иногда маркировка всесезонных шин может быть дополнена различными значками. Среди дополнительных обозначений можно встретить надпись «Retread». Дело в том, что некоторые комплекты подлежат ремонту и на них заново наплавляется смесь и нарезается протектор. Восстановленные изделия несут такое обозначение. Езда на такой резине ничем не грозит, однако купленная водителем покрышка износится немного раньше. Благо, цена на нее дешевле.

Некоторые автомобильные шины и диски не подходят друг другу, имея кардинальные различия в конструкции. Так, если вы собираетесь менять резину автомобиля своими руками, стоит запомнить, что камерные комплекты должны устанавливаться на соответствующие колеса с обозначениями ЛК, ГК или РК. Символы ЛБ, ГБ или РБ говорят о сочетании с комплектами бескамерного типа (TubeLess).

Правила установки шины регламентируют наличие цветных отметок. Если на боковине есть пиктограмма желтого треугольника, то это самая легкая часть резины. Все, что необходимо сделать – совместить его с меткой на диске. Красная точка обозначает самое жесткое место и также должна быть совмещена с меткой L на легкосплавных колесах.

Дата изготовления

Обязательно покрышка маркируется четырьмя цифрам, говорящими о дате изготовления комплекта. В первых двух зашифрован порядковый номер недели, а последние – показатель года в котором изготовлены колеса. Число 2517 говорит о том, что резина произведена на 25-й неделе 2017-го года.

Подбор на внедорожник или кроссовер

Мы рассказали, как отличить зимнюю резину от летней – по пиктограмме снежинки. Однако для выбора обувки на нетривиальную машину, может быть мало этого знания. Приобретая колеса для кроссовера, следует представлять, где авто проведет большую часть времени. Если в городе, то неплохо подойдет стандартная резина с обозначением AW (All Weather или Aqua – улучшенный водоотвод и повышенное сопротивление аквапланированию).

Если же автомобиль выходит за рамки определения паркетник и планируются выезды на природу, то лучше отдать предпочтение комплектам с развитым протектором шины, улучшенными грунтозацепами и повышенной проходимостью. Такие комплекты обозначаются буквами AT – All Terrain.

Для настоящих внедорожников полагается специальная резина типа Бриджстоун Дуелер, отлично зарекомендовавшая себя в боевых условиях и обладающая высоким сопротивлением нагрузкам и отличным зацепом. Такой комплект более дорогой, чем стандартный, однако его цена оправдана прекрасными качествами.

Рекомендации как определить направление шин. Как определить направление вращения шины? Симметричный и несимметричный протектор отличия

Производителями авторезины разработаны асимметричные шины. Конструктивные особенности, а также протекторный рисунок обеспечивают указанному типу покрышек хорошее сцепление колес с дорожным покрытием. В нашей статье описаны достоинства и недостатки такой авторезины, указаны особенности ее монтажа.

Различные типы рисунков протекторного слоя

Под понятием асимметричная авторезина необходимо понимать покрышки, отличающиеся направлением рисунка внешней, а также внутренней стороны беговой дорожки. Первой компанией, внедрившей производство указанного типа резины, стал известный бренд Nokian, выпустивший автопокрышки, имеющие направленный рисунок протекторного слоя. Особенность этих автошин:

• ставить автошины можно в соответствии с направлением стрелки либо надписи «ROTATION» на боковой части автопокрышки;
• шины разделены на левые и правые, маркируются соответственно буквами L либо R.

При установке направленной асимметричной резины возникли такие трудности:

1. Установить два колеса с левым обозначением либо два изделия, имеющих правую маркировку было практически невозможно, так как в одном автомагазине редко присутствовали шины с левой и правой маркировкой.
2. Определить тип покрышки на запаску достаточно сложно: невозможно узнать заранее какое колесо потребует замены. В форс-мажорных ситуациях водители устанавливали запаску не на ту сторону, что приводило к ускорению износа протекторного слоя.

Производителями автопокрышек было принято решение отказаться от выпуска асимметричных автошин, имеющих направленный рисунок. Их заменили аналогичной резиной с ненаправленным рисунком протектора.

Определить ненаправленные асимметричные шины можно по таким признакам:

1. В указанном типе резины внутренняя сторона более мягкая, чем наружная. Это позволяет правильно распределить нагрузку при вхождении автомобиля в поворот: большая часть нагрузки приходится на внешнюю часть изделия.
2. Шашечки протектора с внешней стороны покрышки более крупные, чем с внутренней стороны. Такая конструкция протекторного слоя позволяет обеспечить лучший отвод жидкости от пятна сцепления колес с покрытием дороги. Риск возникновения аквапланирования при этом уменьшается, облегчается управление транспортным средством.
3. Автопокрышки устанавливаются на левую и правую сторону.

На симметричных автошинах нет маркировки внешней и внутренней стороны по этому признаку легко отличить симметричные покрышки от асимметричных изделий.

Преимущества и недостатки, особенности монтажа

Достоинства покрышек с асимметричным протекторным слоем:

Недостатки: существенные минусы присутствовали в асимметричных покрышках с направленным рисунком протектора, но указанный тип авторезины снят из производства.

Установка резины, имеющей несимметричный рисунок протектора, проводится с учетом внешней и внутренней стороны изделия. Узнать, какой стороной монтировать шины, можно по соответствующей надписи, нанесенной на боковую часть авторезины. Внешняя их сторона имеет одно из обозначений:

• outside;
• side facing outwards;
• external.

Внутренняя часть покрышки имеет одну из маркировок:

• this side facing inwards;
• inside.

При осуществлении монтажа таких автошин направление рисунка протекторного слоя не имеет значения. Правильная установка предполагает размещение покрышек в зависимости от внешней и внутренней стороны автошины.

Заключение

Часто асимметричные шины путают с направленными — это вызывает затруднения в установке указанных изделий на автомобиль. Мы указали отличительные характеристики и конструктивные особенности покрышек, имеющих не симметричный рисунок протектора, которые нужно учитывать при покупке и монтаже такого типа резины.

Приобретение автошин с асимметричным рисунком протекторного слоя актуально при покупке дорогостоящих покрышек, такой рисунок протектора обеспечивает долгий срок службы резины.

При выборе шин необходимо учитывать многие факторы. Чаще всего обращаю внимание на производителя, стоимость и прочие характеристики. Однако многие автомобилисты забывают о таком важном моменте, как рисунок протектора. Ведь именно от него зависят многие важные показатели. Какой же протекторный рисунок лучше: направленный или асимметричный? Ответим на этот вопрос более детально для зимних и летних покрышек.

Какой рисунок протектора лучше для зимних шин

Итак, начнем с основ. Всего различают две группы типа и направления протектора, включающие в себя по две подгруппы:

1. Симметричный,
2. Ассиметричный.

Каждый из них может быть:

1. Направленный,
2. Ненаправленный.

Направленный рисунок внешне очень тяжело перепутать, так как он очень похож на английский символ «V». Многие же его называют елочкой или стрелами. Покрышки с таким рисунком значительно превосходят другие модели при езде по влажному покрытию.

Варианты летних протекторов

При эксплуатации автомобиля по талому снегу слякотная масса походит через канавки шин и в итоге выводится оттуда. При этом сцепление с дорогой остается неизменным.

Все свойства покрышек с направленным рисунком сохраняются и на высокой скорости, поэтому на многих спорткарах установлены именно они. Однако есть у симметричных направленных шин и недостатки. К ним можно отнести:

• Высокий уровень шумности, особенно на высокой скорости, что нарушает комфорт при движении.
• Еще один очень весомый минус – слабая износоустойчивость.

При этом многие отмечают, что если на дороге такое колесо придет в негодность из-за прокола или пореза, то поменять его на запасное не всегда получится. Это обусловлено тем, что направленность у колес может отличаться.

В то же время если предполагается езда на высокой скорости или частые передвижения по влажному покрытию, то покрышки с направленным протектором в этих случаях прекрасно подойдут.

Асимметричный рисунок протектора направлен лишь наполовину, а вторая – обычная. Они также обладают отличной устойчивостью к эффекту аквапланирования. В отличие от направленного рисунка, симметричный тип имеет увеличенный ресурс.

На боковой части чаще всего расположены блоки, которые отделены от центральной части. Они отвечают за маневрирование, а также курсовую устойчивость. Благодаря этому через канавки покрышек влага и снег проходит максимально быстро, не ухудшая сцепление с дорогой.

Подобный тип шин очень популярен, на многие модели автомобилей их устанавливают с завода. Однако многие автомобилисты не ставят себе их из-за высокой стоимости, хоть и показатели у таких покрышек выше, чем у аналогов.

Протектор для летних шин

Направленный рисунок протектора на летних шинах выглядит так же, как и на зимних. Он тоже имеет улучшенную стойкость к эффекту аквапланирования, но из-за отсутствия боковых блоков курсовая устойчивость у таких покрышек не самая лучшая.

Исходя из этого можно отметить, что для агрессивного стиля вождения и резких маневров этот тип не подходит.

Для местности, где летом часто дожди, такие шины будут наилучшим вариантом, но для скоростной езды они не подходят. Также у них повторяется недостаток с невозможностью замены запасного колеса, так как для каждой стороны оно должно быть свое.

Асимметричные летние покрышки более универсальны и подходят под любой тип дорог. Они выдерживают нагрузки, возникающие на высокой скорости, а также подойдут и для спокойной езды. Однако у них есть существенный недостаток – высокая стоимость.

Переплачивать за такие покрышки стоит лишь в том случае, если вы любитель агрессивного стиля вождения, так как в другом случае разницы не будет заметно.

Решая, какие зимние либо летние шины лучше: симметричные или асимметричные, надо ориентироваться на то, что выбор типа протектора зависти от двух основных факторов. Первый – предпочитаемый стиль вождения. Второй – погодно-климатические условия, которые преобладают в местности, где эксплуатируется автомобиль.

И сезонности шины также сильно отличаются по типу протектора. Другими словами, резина бывает ассиметричной, направленной, ненаправленной и т.п.

В случае выбора и использования шин важно знать и учитывать целый ряд таких особенностей. Далее мы рассмотрим, что такое направленные шины, как правильно поставить зимнюю резину по рисунку, а также что значит надпись Rotation шины.

Если речь заходит о протекторе, все шины принято подразделять на основные виды:

• ассиметричные шины
• симметричные шины
• направленная резина

Особенностью асимметричной шины является такой рисунок протектора, когда на внешней, а также на внутренней части указанный рисунок отличается. При установке важно понимать, что такая шина должна стоять только с учетом наружной и внутренней стороны. Как правило, обозначается соответствующей надписью на боковине (Outside — наружная, Inside -внутренняя, Facing Out и т.д.).

Симметричная шина имеет протектор с симметричным рисунком, конструкцией корда, а также боковины. Такие покрышки можно ставить любой стороной. Еще можно выделить направленные шины, где рисунок протектора имеет направление вращения. Такие покрышки имеют обозначение стрелкой на боковине, указывающей на направление вращения, а также маркируются надписью Rotation.

Также можно выделить шины, когда в обязательном порядке необходимо строгое соблюдение правил их установки на машину. Речь идет о шинах c маркировкой на боковине «right» (правые) или «left» (левые). Если есть такая маркировка, шины можно ставить только на левую или правую сторону автомобиля.

Отсутствие данных надписей, причем не зависимо от рисунка протектора (направленный или асимметричный), позволяет ставить покрышки без привязки к одной стороне.

Обратите внимание, все особенности, рассмотренные выше, могут быть как особенностью конкретных шин, так и в отдельных случаях сочетаться в одной покрышке. Например, можно встретить асимметричную направленную резину, асимметричные шины могут быть «левыми» или «правыми» и т. д.

Добавим, что сегодня асимметричные шины с заданным направлением вращения не производятся, так как на практике применение «левых» и «правых» шин не дает особых преимуществ, однако производство такой резины дороже, часто возникают сложности с их подбором по каталогам.

Конструктивные особенности и рисунок шин

Начнем с того, что сегодня асимметричные шины, причем как летние, так и зимние, пользуются большим спросом. Особенность такого протектора асимметричной шины в том, что внутренняя его часть мягче, чем внешняя.

Такое исполнение продиктовано тем, что нагрузки при езде и в поворотах всегда выше на наружную часть колеса. При этом смягчение внутренней стороны позволило заметно улучшить управляемость и устойчивость, удалось реализовать эффективное увеличение площади пятна контакта шины с дорогой.

Более того, ламели протектора с внешней стороны больше по размеру, чем на внутренней. Это позволило добиться лучшего водоотвода при езде по мокрой дороге и значительно снизить риски возникновения аквапланирования.

При этом направленные шины намного лучше отводят воду, чем ассиметричные, однако устойчивость и управляемость хуже в сравнении с асимметричным рисунком. С одной стороны, риски аквапланирования направленных шин меньше (вода из пятна контакта активно отводится в обе стороны), однако управляемость ухудшается.

Именно по этой причине в свое время производители вывели на рынок «левые» и «правые» шины, чтобы добиться качественного отвода воды (как у направленной резины) и сохранить управляемость (как у ассиметричной).

Однако на деле такие колеса оказались дорогими и не столь эффективными, как ожидалось. Еще к этому добавились сложности при подборе. Также неприятным моментом стало то, что водители попросту не знали, какое колесо брать в качестве «запаски», левое или правое.

Дело в том, что заранее нельзя знать, где будет прокол колеса, слева или справа. С учетом таких недостатков, сегодня строго только «правых» и «левых» покрышек не выпускают.

Установка шин: асимметричные и направленные шины

Хотя на первый взгляд установка моет показаться сложной, на деле общие правила установки асимметричных шин отличаются простотой. Прежде всего, колесо с ассиметричной шиной должно стоять так, чтобы на наружной стороне была надпись Outside или аналогичная.

Параллельно на внутренней части должна быть надпись Inside. Чтобы ее увидеть, нужно заглянуть под автомобиль или сразу проверять правильность установки резины на шиномонтаже. Получается, если покрышки установлены правильно, снаружи после установки колес на машину будет видна надпись Outside на всех шинах.

Rotation: перевод на шинах и установка направленных шин

Если ставятся направленные шины, важно, чтобы при движении вперед направление вращения колеса совпадало с тем, на которое указывает стрелка на боковине возле надписи Rotation. Сама надпись Rotation обычно нанесена на шины с направленным рисунком, при этом стрелка позволяет понять, на какую именно сторону ставить покрышку.

Задача стрелки — четко указать направление вращения колеса по часовой стрелке (то есть по направлению движения вперед). При этом Rotation важный показатель в общей маркировке шины.

Если же ставятся «левые» и «правые» шины, их нужно устанавливать строго на те стороны авто, на которые указывают надписи Right (правые) или Left (левые), причем с учетом движения автомобиля вперед.

Также отметим, что установка симметричных шин не предполагает каких-либо сложностей, так как такая резина не имеет внешних и внутренних сторон, а также определенного направления вращения. Их можно ставить как угодно, не обращая внимания на сторону, направление вращения и т.д.

Обратите внимание, если ассиметричные шины или покрышки с направленным рисунком (направленные шины) поставить на автомобиль неправильно, в этом случае заметно ухудшаются эксплуатационные показатели покрышки. Машина будет хуже управляться и тормозить, ухудшится проходимость, может возникнуть эффект аквапланирования, повышается шум при езде, заметно возрастает износ самой резины.

Фактически, дорогие ассиметричные или направленные шины на дороге будут работать очень плохо. По этой причине важно следить за тем, чтобы резина на дисках была установлена правильно. На практике, в ряде случаев неопытные автолюбители или работники шиномонтажа могут допускать ошибки, путая стороны или направление вращение при установке покрышек.

Еще добавим, что бывает так, когда на автомобиль по той или иной причине требуется поставить покрышку, причем делать это приходится заведомо неправильно. Например, в дороге случился прокол, в запасе есть направленная шина, но не удается соблюдать направление вращения.

Так вот, в этом случае важно понимать, что управляемость и устойчивость ухудшится. В результате запрещено разгоняться более 60 -70 км/ч и двигаться с такой скоростью постоянно продолжительное время.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации при выборе шин нужно учитывать целый ряд особенностей. В первую очередь, важно принимать во внимание условия эксплуатации ТС. Например, если владелец активно эксплуатирует автомобиль, ездит преимущественно по сухим трассам на дальние расстояния, выбор направленной резины не всегда будет лучшим вариантом. В этом случае оптимально остановиться на ассиметричном протекторе.

При этом более комфортной будет езда по мокрой дороге с высокой скоростью как раз на направленной резине по причине лучшего водоотвода. Также нужно учитывать, что в зависимости от стоящих на машине шин возможны проблемы при подборе и установке «запаски» или другой покрышки в случае повреждения или прокола уже имеющегося колеса.

Так или иначе, главное условие, соблюдать все правила и рекомендации по установке направленных и ассиметричных шин. В этом случае езда на автомобиле будет комфортной и безопасной, а правильно установленная зимняя или летняя шина в полной мере будет способна реализовать весь потенциал, заложенный в нее инженерами и конструкторами.

Читайте также

Что означает маркировка шин, расшифровка шинной маркировки и обозначений на шине. Основные обозначения, дополнительные обозначения, американская маркировка.

Обозначение и расшифровка индекса скорости шин, индекса нагрузки шин. Таблица индекса и нагрузки, особенности американской маркировки шин.

Направление вращения шины

Если автомобиль при движении ведёт в сторону и происходит быстрое стирание покрышек — почему это может быть?

Сделан неоднократный сход — развал, но проблема не исчезает? Это может значить, что покрышки установлены не правильно.

Прежде, чем устанавливать резину, необходимо определить направление шины, ведь почти на каждой покрышке уникальный рисунок протектора, который полностью раскрывает себя, только при правильной установке.

Классификация

Все автомобильные покрышки подразделяются по направлению рисунка шин, образуя несколько классификаций:

Важно: устанавливая колёса, необходимо, чтобы все надписи «Внутрь» были установлены в направлении водителя!

Определение

Правильно определить направление вращения шины довольно просто – когда автомобиль двигается вперёд «Ёлочка (узор протектора)» должна первой касаться дорожного покрытия. При остановке необходимо, чтобы рисунок протектора смотрел в противоположную движению сторону.

Способ определения подходит как к летним шинам, так и к зимним.

Ротация

Некоторые покрышки (например, Бриджстоун) возможно переставлять местами. Делается это только крест – накрест. Это значит, что возможно проехать 45-60 тысяч километров, и после этого поменять расположение колёс. На место правого заднего возможно поставить переднее левое, а на левое заднее – переднее правое. Так можно сделать и с передними колёсами, но в строго определённом порядке.

Если направление движения шины задано – колёса переставляются по одной стороне, т.е. передние шины меняются на задние, и наоборот.

Когда шины симметричные – возможно менять расположение в любом порядке.

Монтаж

Для установки ассиметричных покрышек Бриджстоун не требуется высококвалифицированных навыков, если запомнить несколько указаний. Надписи «Inside», «Outside» должны быть строго установлены по правилам.

Направленные шины необходимо устанавливать так, чтобы при движении колесо двигалось в заданном стрелкой направлении. При установке необходимо делать упор на движение вперёд.

Симметричные (без направления) покрышки устанавливаются на усмотрение владельца. Поэтому не имеют никаких указаний к установке.

Важно: если хотя бы одно колесо установлено неправильно, то управление автомобилем будет резко ухудшаться, а покрышки будут быстро приходить в негодность!

Установку лучше всего производить следующим образом:

Грамотная установка летних, зимних или всесезонных шин гарантирует, что покрышки максимально раскроют свои ходовые качества, а владельцы автомобилей смогут чувствовать себя комфортно и безопасно в любое время года, и на любом дорожном покрытии.

Многочисленные шины с различными параметрами доступны на рынке. Как вы выбираете те, которые обеспечат комфорт и безопасность вождения? Одной из самых важных характеристик каждой шины, особенно зимой, является протектор. Есть ли у вас дилемма: направленный или асимметричный протектор? В статье мы предлагаем это решить.

Выбор правильных зимних шин очень важен. Даже самая лучшая машина, за рулем которой есть опытный водитель, не может справиться с трудными зимними условиями без хороших шин. При подготовке к покупке проанализируйте следующее:

• индивидуальный стиль вождения и окружение, где вы двигаетесь,
• размер,
• конструкция протектора и используемая смесь,
• информация на этикетке,
• результаты испытаний, проведенных автомобильными организациями,
• мнения других водителей.

Примечание: всегда устанавливайте четыре одинаковые шины с одинаковым износом!

Направленные шины

Рисунок протектора легко узнать по канавкам в форме буквы «V» или «U». Они проходят от плеч до передней части шин, что положительно сказывается на сцеплении на сухой и, прежде всего, мокрой поверхности. Вместо того, чтобы поскользнуться, шина захватывает воду и выбрасывает ее наружу. Благодаря этому управление становится более точным, и вы получаете полный контроль над автомобилем. Вы избегаете «плавания» на пути, вызванном аквапланированием. Наиболее часто используемый протектор в зимних шинах — это направленный. Он обладает высокими тяговыми свойствами и прекрасно работает с остаточной слякотью. Однако сцепление на снегу сопровождается дополнительными пластинами и канавками, характерными для шин, предназначенных для этого сезона, которые «вгрызаются» в снег.

Pirelli Cinturato Winter — популярная шина с направленным протектором.

Зимние направленные шины являются идеальным решением для тех, кто обычно передвигается по городу и предпочитает спокойный стиль вождения, а также для водителей, которые динамично преодолевают большие расстояния.

Направление протектора в зимних шинах очень важно. Независимо от того, купим ли мы асимметричный или направленный протектор, задача блоков, пазов и пластин, среди прочего, дренаж воды, грязи или снега, которые уменьшают нашу адгезию. Канавки, повернутые в направлении, отличном от курса вождения, могут отрицательно повлиять на безопасность и комфорт вождения.

Маркировка для направленных шин

Маркировка на колесах — это элемент, указывающий, как и когда использовать данную модель, чтобы она действительно соответствовала нашим ожиданиям. Они также сообщают вам, как поставить шины на нашу машину. Направленные шины не сильно выделяются даже из симметричных резин, но необходимо следить за тем, чтобы протектор шины был обращен к боковой части автомобиля. Чтобы избежать ошибок, производители размещают графический знак или слово «вращение» со стрелкой в ​​боковой части, рассеивая любые сомнения относительно направления сборки. Направленные шины, установленные наоборот, не выполняют своих функций, вытекающих из особого рисунка протектора.

Асимметричные шины

В этом типе шин канавки образуются асимметрично. Что это значит? Асимметричный протектор характеризуется разнообразной конструкцией слева и справа, где каждый из них отвечает за другие характеристики вождения. Внешняя часть состоит из более прочных блоков, отвечающих за безопасное и устойчивое прохождение поворотов и сцепление на сухих поверхностях. Внутренний сектор должен отводить воду и улучшать сцепление с дорогой в дождливую погоду. Благодаря разнообразной конструкции и усиленной внешней части, это решение более долговечно, чем направленные шины, которые могут быстрее зазубриться. Однако, чтобы избежать неравномерного износа, необходимо циклическое вращение колес в автомобиле независимо от шин.

Зимняя шина Hankook Winter i * cept evo2 W320B является примером асимметричной модели.

Этот протектор обеспечивает стабильный поворот и эффективное торможени, поэтому он идеально подойдет для владельцев автомобилей среднего и высокого класса, которые предпочитают быструю и агрессивную езду (что, конечно, не рекомендуется в зимних условиях). Обязательно выбирайте модели, специально омологированные для этого сезона на зиму — в случае асимметричного протектора большинство из них — всесезонные шины. Тем не менее, это не будет лучшим выбором в суровую зиму.

Асимметричные шины, маркировка

Если вы выбираете асимметричные зимние шины, стоит посетить сайт, который будет создан профессионалами. Асимметричная сборка шин выделяется среди других вариантов. По бокам вы найдете специальные маркировки, которые указывают, каким образом они должны быть размещены на оси. Символ «снаружи» всегда должен быть снаружи шин, а «внутри» внутри — под автомобилем. Самые распространенные отметки на зимней резине 3PMSF — подтверждает зимних свойств шин, Марка M + S с символом горы со снежинкой — используется на всесезонных шинах, схожих по свойствам с зимними шинами, Обозначение M + S — заявление производителя о том, что модель работает на снегу и грязи, не обязательно отражая реальные параметры.

Асимметричный и направленный протектор

Невозможно четко определить, какой рисунок протектора является наиболее выгодным. Это зависит от индивидуальных потребностей и предпочтений. Однако подсказкой может быть тот факт, что при испытаниях зимних шин, проводимых крупнейшими автомобильными организациями в мире, например, ADAC, большая часть вождения принимается шинами направленного действия. С другой стороны, специалисты часто рекомендуют асимметричные модели для автомобилей с высокими характеристиками и более высокими скоростями.

Асимметричная летняя резина. Что такое асимметричные шины

При выборе шин необходимо учитывать многие факторы. Чаще всего обращаю внимание на производителя, стоимость и прочие характеристики. Однако многие автомобилисты забывают о таком важном моменте, как рисунок протектора. Ведь именно от него зависят многие важные показатели. Какой же протекторный рисунок лучше: направленный или асимметричный? Ответим на этот вопрос более детально для зимних и летних покрышек.

Какой рисунок протектора лучше для зимних шин

Итак, начнем с основ. Всего различают две группы типа и направления протектора, включающие в себя по две подгруппы:

1. Симметричный,
2. Ассиметричный.

Каждый из них может быть:

1. Направленный,
2. Ненаправленный.

Направленный рисунок внешне очень тяжело перепутать, так как он очень похож на английский символ «V». Многие же его называют елочкой или стрелами. Покрышки с таким рисунком значительно превосходят другие модели при езде по влажному покрытию.

Варианты летних протекторов

При эксплуатации автомобиля по талому снегу слякотная масса походит через канавки шин и в итоге выводится оттуда. При этом сцепление с дорогой остается неизменным.

Все свойства покрышек с направленным рисунком сохраняются и на высокой скорости, поэтому на многих спорткарах установлены именно они. Однако есть у симметричных направленных шин и недостатки. К ним можно отнести:

• Высокий уровень шумности, особенно на высокой скорости, что нарушает комфорт при движении.
• Еще один очень весомый минус – слабая износоустойчивость.

При этом многие отмечают, что если на дороге такое колесо придет в негодность из-за прокола или пореза, то поменять его на запасное не всегда получится. Это обусловлено тем, что направленность у колес может отличаться.

В то же время если предполагается езда на высокой скорости или частые передвижения по влажному покрытию, то покрышки с направленным протектором в этих случаях прекрасно подойдут.

Асимметричный рисунок протектора направлен лишь наполовину, а вторая – обычная. Они также обладают отличной устойчивостью к эффекту аквапланирования. В отличие от направленного рисунка, симметричный тип имеет увеличенный ресурс.

На боковой части чаще всего расположены блоки, которые отделены от центральной части. Они отвечают за маневрирование, а также курсовую устойчивость. Благодаря этому через канавки покрышек влага и снег проходит максимально быстро, не ухудшая сцепление с дорогой.

Подобный тип шин очень популярен, на многие модели автомобилей их устанавливают с завода. Однако многие автомобилисты не ставят себе их из-за высокой стоимости, хоть и показатели у таких покрышек выше, чем у аналогов.

Протектор для летних шин

Направленный рисунок протектора на летних шинах выглядит так же, как и на зимних. Он тоже имеет улучшенную стойкость к эффекту аквапланирования, но из-за отсутствия боковых блоков курсовая устойчивость у таких покрышек не самая лучшая.

Исходя из этого можно отметить, что для агрессивного стиля вождения и резких маневров этот тип не подходит.

Для местности, где летом часто дожди, такие шины будут наилучшим вариантом, но для скоростной езды они не подходят. Также у них повторяется недостаток с невозможностью замены запасного колеса, так как для каждой стороны оно должно быть свое.

Асимметричные летние покрышки более универсальны и подходят под любой тип дорог. Они выдерживают нагрузки, возникающие на высокой скорости, а также подойдут и для спокойной езды. Однако у них есть существенный недостаток – высокая стоимость.

Переплачивать за такие покрышки стоит лишь в том случае, если вы любитель агрессивного стиля вождения, так как в другом случае разницы не будет заметно.

Решая, какие зимние либо летние шины лучше: симметричные или асимметричные, надо ориентироваться на то, что выбор типа протектора зависти от двух основных факторов. Первый – предпочитаемый стиль вождения. Второй – погодно-климатические условия, которые преобладают в местности, где эксплуатируется автомобиль.

Рисунок протектора — это та часть шины, на которую сразу же обращается внимание. Вне зависимости от того, где находится шина — на полке магазина или на автомобиле, именно протектор будет притягивать к себе основное внимание. Неудивительно, что любой рассказ о шине начинают именно с это элемента.

Итак, протектор — это часть шины, которая осуществляет непосредственный контакт с дорожным покрытием. Протектор обеспечивает сцепление с дорожной поверхностью в различных условиях, выдерживает высокие нагрузки,обладает , противодействуя абразивному истиранию. Также защищает внутреннюю структуру шины от повреждений.

Существуют следующие типы протектора:
— симметричный направленный (обычно его называют просто- «направленным»)
— симметричный ненаправленный (или просто «симметричный»)
— асимметричный ненаправленный («асимметричный»)
— асимметричный направленный

Симметричный направленный рисунок протектора (направленный)

Один из самых распространенных рисунков протектора для летних шин в прошлом, но по-прежнему самый востребованный тип для зимних шин . Характеризуется V-образным («елочка») строением рисунка протектора. Особенности построения рисунка позволяют формировать не только простую и эффективную систему водоотводных каналов, но и многочисленные кромки для сцепления.
Шины с направленным рисунком протектора должны устанавливаться на диск в соответствии со стрелкой, нанесенной на боковину шины и задающей правильное ее вращение.
Направленные летние шины MICHELIN :
Направленные зимние шины MICHELIN : , (c )

Симметричный ненаправленный рисунок протектора (симметричный)

Рисунок протектора, который в основном используется в шинах для коммерческих автомобилей, универсальных шинах и шинах для активной внедорожной езды . Одним из явных преимуществ шин с простым симметричным рисунком протектора является то, что при монтаже ее на диск нет нужды учитывать вращение шины (как у направленного) и то, где у шины внешняя сторона (как у асимметричного рисунка). Из-за особенностей строения симметричного рисунка протектора подобные шины одинаково эффективно работают как вперед, так и в обратном направлении, что особенно важно для внедорожных шин.
Симметричные летние шины MICHELIN : , Agilis +
Симметричные летние шины BFGoodrich : ,
Симметричные зимние шины MICHELIN : ,

Асимметричный ненаправленный рисунок протектора (асимметричный)

Самый популярный рисунок протектора для летних шин в настоящее время. Кроме этого, некоторые производители делают на него ставку и при разработке зимних шин. Особенность такого рисунка протектора в том, что одна сторона протектора шины не похожа на другую сторону . Это может быть выражено как явно (например, массивные прямые блоки протектора с одной стороны и дугообразные блоки с другой), так и не столь явно (когда основное различие заключается в двух типах резиновой смеси, применяемых для левой и правой сторон беговой дорожки). При монтаже асимметричных шин на диски необходимо совмещать лицевую сторону шины с лицевой стороной диска. Для этого на боковину асимметричных шин наносят надписи «OUTSIDE» (внешняя сторона, англ.) и «INSIDE» (внутренняя сторона, англ. ). Только при правильной установке таких шин на диск гарантируется оптимальная работа шины. В противном случае в процессе эксплуатации может возникнуть неправильный износ, шум, вибрация.
Внимание! Особо стоит подчеркнуть, что ярко выраженные асимметричные шины, после того, как будут смонтированы на диски и установлены на автомобиль, будут иметь разнонаправленные водоотводные каналы внутренней части протектора. Что, как правило, вводит водителя в некоторую растерянность, и даже бытует мнение, что в этом случае, при попадании автомобиля на обводненную поверхность, одна из шин будет воду отводить, в то время как другая загребать под себя. Это мнение ошибочно! Протектор асимметричных шин строится таким образом, чтобы вне зависимости от места установки обеспечивалась максимальная эффективность прохождения обводненных поверхностей.
Асимметричные летние шины MICHELIN : , производства таких шин, а также отсутствие ярких преимуществ для обычного пользователя при стандартной эксплуатации, сделали такие рисунки протектора применимыми исключительно в спортивных состязаниях. Поэтому асимметричный направленный рисунок протектора является самым редким, и на дорогах общего пользования встретить такие шины почти невозможно.

Направление вращения шины

Если автомобиль при движении ведёт в сторону и происходит быстрое стирание покрышек — почему это может быть?

Сделан неоднократный сход — развал, но проблема не исчезает? Это может значить, что покрышки установлены не правильно.

Прежде, чем устанавливать резину, необходимо определить направление шины, ведь почти на каждой покрышке уникальный рисунок протектора, который полностью раскрывает себя, только при правильной установке.

Классификация

Все автомобильные покрышки подразделяются по направлению рисунка шин, образуя несколько классификаций:

Важно: устанавливая колёса, необходимо, чтобы все надписи «Внутрь» были установлены в направлении водителя!

Определение

Правильно определить направление вращения шины довольно просто – когда автомобиль двигается вперёд «Ёлочка (узор протектора)» должна первой касаться дорожного покрытия. При остановке необходимо, чтобы рисунок протектора смотрел в противоположную движению сторону.

Способ определения подходит как к летним шинам, так и к зимним.

Ротация

Некоторые покрышки (например, Бриджстоун) возможно переставлять местами. Делается это только крест – накрест. Это значит, что возможно проехать 45-60 тысяч километров, и после этого поменять расположение колёс. На место правого заднего возможно поставить переднее левое, а на левое заднее – переднее правое. Так можно сделать и с передними колёсами, но в строго определённом порядке.

Если направление движения шины задано – колёса переставляются по одной стороне, т.е. передние шины меняются на задние, и наоборот.

Когда шины симметричные – возможно менять расположение в любом порядке.

Монтаж

Для установки ассиметричных покрышек Бриджстоун не требуется высококвалифицированных навыков, если запомнить несколько указаний. Надписи «Inside», «Outside» должны быть строго установлены по правилам.

Направленные шины необходимо устанавливать так, чтобы при движении колесо двигалось в заданном стрелкой направлении. При установке необходимо делать упор на движение вперёд.

Симметричные (без направления) покрышки устанавливаются на усмотрение владельца. Поэтому не имеют никаких указаний к установке.

Важно: если хотя бы одно колесо установлено неправильно, то управление автомобилем будет резко ухудшаться, а покрышки будут быстро приходить в негодность!

Установку лучше всего производить следующим образом:

Грамотная установка летних, зимних или всесезонных шин гарантирует, что покрышки максимально раскроют свои ходовые качества, а владельцы автомобилей смогут чувствовать себя комфортно и безопасно в любое время года, и на любом дорожном покрытии.

Еще на заре автомобилестроения, когда шины машин были из натурального каучука, который плавился на солнышке и дубел от мороза, конструкторы и производители задумывались над чем-то более совершенным. Ведь такие шины не далеко ушли от колеса на телеге гужевой повозки. В итоге, технологии развивались, методы обработки нефти совершенствовались, времена менялись.
В 1927 году, между прочим советским ученым Сергеем Васильевичем Лебедевым, был получен синтетический каучук, ставший прародителем материала современных шин. Но такой материал не стал панацеей, кроме самой резины обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства для шин, также были важны и формы и профили шины. Впоследствии, протекторы шин стали плоские, для того чтобы обеспечивать большую площадь с дорогой, а значит устойчивость на дороге. Кроме того на них появился протектор. При этом в некоторых случаях протектор шин потребовал определенной установки шин, по их вращению. Именно об этих самых случаях установки, а также о том, что будет если установить шины неправильно, мы и расскажем в нашей статье.

Направление шин по вращению или типы протекторов шин

Если вы обратите внимание на протекторы шин, что ездят по вашему городу, то наверняка наиболее внимательные увидят, что шины бывают разные. В одном случае рисунок протектора словно шахматная доска, просто квадратики, в другом есть строгая направленность, относительно поперечной оси колеса, причем симметричная. И, в конце концов, направленность относительно этой оси бывает ассиметричная. То есть можно сказать о банальном, весьма известном факте, что протекторы шин бывают: направленные и ненаправленные. Причем наплавленный протектор шин может быть симметричный или ассиметричный.

(Классификация вида шин исходя из типа протектора)

Так зачем же производители утруждают себя выполнение этого рисунка, какую роль он играет при использовании шин? Ведь все это явно не только ради красоты.

Установка шин относительно протектора на шине

Начнем мы со случая, когда протектор ненаправленный. В этом случае о правильной установке шины, относительно того куда она должна вращаться, говорить не приходится. Что в одну сторону, что в другую – без разницы. Другое дело, когда протектор направленный.
Для автолюбителя – обывателя, который не хочет вникать в суть дела все просто. Смотри на маркировку на ободе «ROTATION», что с английского переводится как вращение, и ставь шину на машину в соответствии с вращением колеса по ходу движения автомобиля вперед.

Либо маркировку «outside» (наружная сторона)…

Для тех же кто хочет знать почему шину надо стаивать именно так и не иначе, и на что может повлиять неправильная установка шины, мы поведаем следующее.
Направленность протектора на шине призвана отводить из под нее жидкость, грязь, снежную кашу, то есть все то, что имеет низкую вязкость. При этом отвод этот необходимо для того, чтобы избежать так называемого эффекта аквапланирования. То есть предотвратить потерю контакта между дорогой и резиной. Зачем нужен этот самый контакт мы объяснять не будем. Лучше расскажем о том, как же направленный протектор отводит это все из под пятна контакта шины с дорогой.

Как правильно установленная шина с направленным протектором уменьшает эффект аквапланирования

Здесь можно долго рассказывать и пояснять. Но лучше, как говориться, один раз увидеть. Специально для вас мы сделали гифку. Взгляните.

По сути протектор работает как лопасти на центробежном насосе, когда он качает воду, за исключением того, что движущей силой здесь является не центробежная сила, а сила от выдавливания воды в канавки протектора. Сила возникает каждый раз, когда шина наезжает на ту жижу, которую должна выдавить. Так вода, грязь, мокрый снег выдавливается в канавку и отводится наружу. Колесо вращается дальше, и в канавку вновь выдавливается уже новая вода по ходу движения автомобиля. Из-за отвода такой «смазки» улучшается контакт между шиной и дорогой, что влечет за собой более безопасную езду. Вот так все просто и логично. Здесь хочется сказать о направлении рисунка. Как мы уже говорили, можно обратить внимание на маркировку «ROTATION», а можно взглянуть на рисунок.

(шина установлена правильно)

Так вот, канавки протектора всегда должны отходить от пятна контакта шины с дорогой в сторону задка машины, если смотреть сверху на колеса слева. И противоположная ситуация для колес справа. В этом случае можно маркировку на ободе не искать. Взглянул на рисунок протектора и поставить на машину шину по рисунку.

Что будет если направленные шину установить не в том направлении

Здесь все по логике происходящего, но в обратном порядке. Если всему что под нашими колесами (грязь, мокрый снег, вода) выдавливаться будет сложнее, так как канавки будут направлены на забор всей этой среды, то по факту получится, что в центре шины, в пятне контакта, будет образовываться избыточное давление. Оно будет стараться поднять шину, что способствует ухудшению сцепления резины с дорогой. Самом собой это не безопасно.

Однако если говорить о сухой дороге, когда на улице нет воды, или морозно и просто лежит снег, то наличие таких канавок, которые отводят воду, жижу, по сути ни к чему не обязывают. Также такие канавки не повлияют на ситуацию с ограниченной скоростью, порядка 5-20 км/ч.

Подводя итог о правильной и неправильной установке направленных шин на машину

Итак, направление канавок протектора на шине придумали не просто для красоты. Если они есть, то ими лучше воспользоваться. Направленные канавки протектора способствуют отводы жидкой среды из под колеса и тем самым улучшают контакт между резиной и дорогой. Поэтому обращайте внимание на правильную установку шины. При чем установить шину, необходимо обратить внимание на ее протектор. При этом подобное утверждение относится не только к тому кто ставит уже забуртованное колесо на автомобиль, но и механикам, которые устанавливают шину на диск. Ведь у машины должны быть два колеса на левый борт и два на правый. Никак не иначе!
Ну, и про случай когда эксплуатация все ведется с неправильно установленными шинами. Если на улице сухо, то разницы не будет никакой. Если же не улице слякоть, прошел дождь, то будьте предельно аккуратны. Вывести машину из аквапланирования будет очень сложно, а о печальных результатах можно не рассказывать. Вы и сами знаете все об этом и без нас.

Автовладельцам не стоит обольщаться, надеясь обзавестись универсальной зимней резиной, пригодной для езды по льду, снегу и распутице. Надо подобрать соответствующие шины. обеспечивающие надёжное сцепление с трассой в определённых условиях.

Понять, какой рисунок протектора лучше для зимней резины, можно ознакомившись с характеристиками направленных и ненаправленных, асимметричных и симметричных колёс.

Какой рисунок протектора лучше для зимней резины

Бюджетная симметричная резина шумная при езде в городских условиях, а зимние шины асимметричные лучше, так как тише в эксплуатации, хотя и стоят дороже. Если надо отвести из пятна контакта с проезжей частью воду, то выбирают направленные колёса, маркируемые стрелкой, информирующей о том, в каком направлении осуществляется вращение. Чаще для зимы покупают следующие виды шин:

• направленная симметрия;
• ненаправленная асимметрия;
• ненаправленная симметрия.

Редко устанавливают асимметричную ненаправленную зимнюю резину, не пользующуюся популярностью у автовладельцев.

Какие зимние шины лучше: симметричные или асимметричные

Нельзя определённо сказать, какой рисунок лучше для зимних шин, так как всё зависит от того, в каком состоянии дорожное полотно. Когда на дороге глубокие сугробы или сильно утрамбованный снег, надо отдавать предпочтение направленным асимметричным покрышкам, выделяющимся проектором с агрессивным дизайном.

Если предполагается ездить по дорогам с неглубоким, изрядно подтаявшим снегом, постоянно таящим, следует выбирать ненаправленный проектор. Когда на дороге вода сменяется глубокими сугробами, то устанавливают асимметричные ненаправленные шины, характеризующиеся боковыми зацепами, отгребающими снег при одновременном отведении воды посредством дренажных каналов.

Какая зимняя резина лучше: направленная или ненаправленная

Выбирая, какой рисунок протектора зимних шин лучше, надо понимать, где чаще будет эксплуатироваться транспортное средство. Если машина будет ездить по очищенным от снега реагентами городским дорогам, то лучше купить шины с асимметричным малошумным проектором. Однако, выехав за город на не асфальтированные дороги, выехать на них из сугробов практически невозможно.

Лучшим вариантом для русской зимы можно считать симметричный направленный рисунок, помогающий сформировать курсовую устойчивость и отгребать снег. Правда придётся смириться с высоким уровнем шума, однако, когда проходимость важнее, то это не проблема.

---

Как определить зимнюю резину. Как отличить зимнюю резину от летней: особенности, отличия и отзывы

Характеристики всесезонной шины

Как правило, при осмотре протектора всесезонных шин уже появляются сомнения, и возникает немой вопрос — это летняя шина или зимняя? Это очень правильное сомнение и правильный вопрос, так как основные потребительские характеристики всесезонных шин будут уступать в зимним шинам (в зимних условиях) и летним (в летних).

Ниже мы сравним летние и всесезонные шины по основным характеристикам

, в которых .

Всесезонная шина Летняя шина

Сцепление на сухом покрытии

В этой дисциплине безоговорочно победят летние шины. Так, больший негативный профиль всесезонных шин и наличие ламелей, которые так полезны на снегу, будут препятствовать надежной работе на сухом асфальте. И чем выше температура, тем больше разрыв между этими шинами.

Ходимость (ресурс шин)

Резиновая смесь всесезонных шин, ослабленная либо дополнительными каналами и ламелями, либо зимней «рецептурой», будет гораздо интенсивней изнашиваться. В жаркие дни резина будет в буквальном смысле таять, теряя драгоценные миллиметры протектора. Летние шины победят.

Подготовка всесезонных шин к зиме скажется на ее протекторе, который станет иметь больше кромок для сцепления. Эти же кромки добавят дополнительных голосов в общий шум шин. Протектор летних шин спокойнее — значит, тише.

Сопротивление качению (как следствие, потребление топлива)

Летние шины и здесь одолеют всесезонные, так как рисунок протектора более монолитен, а резиновая смесь лучше подготовлена для снижения тепловых потерь при работе шины.

Что касается сцепления на мокрой дороге, то, в зависимости от условий, всесезонные шины могут получить незначительное преимущества, либо выступить на равных с летними.

Маркировка зимних шин и маркировка летних шин

Чтобы распознать сезон, проще всего найти зимнюю маркировку для шин m + s (грязь и снег) и 3PMSF. Следует отметить, что не каждая шина m + s зимняя. Эта аббревиатура является только декларацией производителя относительно предлагаемого исполнения. Вы можете найти это обозначение среди других на шинах для рынка США, где требования и стандарты немного отличаются от европейских. M + S также является частым обозначением для всесезонных шин. Знак 3PMSF, изображенный в виде снежинки на фоне трех вершин, является четкой информацией о назначении модели. Шина с такой маркировкой была создана с учетом зимних условий, которые мы можем встретить в Европе. Будет работать как во время капризной зимы, так и во время поездки в горы (хотя во время такой поездки всегда стоит иметь при себе цепи).

Символ трех вершин со снежинкой характерен для зимней резины. Маркировка всесезонных шин может отличаться в зависимости от производителя.

Обозначение зимних и многосезонных шин часто отражается в названиях отдельных моделей. Производители предлагают использовать шины, размещая такие названия, как «Winter», «Alpin», «MS» или «4Season» и «All Weather».

Всесезонные модели призваны обеспечить безопасную езду вне зависимости от условий, без необходимости замены их на сезонные шины. Универсальное решение обычно выбирают водители, которые предпочитают спокойный стиль вождения и передвигаются в основном по городу и на короткие расстояния.

Какую выбрать резину на лето: летнюю или всесезонную?

При выборе шин для летнего сезона лучше выбрать летние шины

. По совокупности характеристик, летние шины, благодаря своим конструктивным особенностям, лучше подготовлены для использования в летний период, чем всесезонные.

Особое внимание

стоит обратить на летние шины с маркировкой M+S. Данная маркировка ставится, как правило, на шины, допускающие использование вне дорог. Но это не делает их всесезонными.

Приближаются холода, а значит настало время подумать о зимних шинах. Зачем нужно менять резину и в чем ее отличие от летней, и какая резина лучше – шипованная или нет? Именно на эти вопросы ответим в этой статье.

Состав резины важнее протектора

Сам рисунок протектора чрезвычайно легко копировать — даже высококачественные шины R18 https://tyreg.by/catalog/tires/r18/, от известных производителей, и их дешевые азиатские подделки часто выглядят почти одинаково. На дороге, однако, они ведут себя совсем по-другому. Это лучшее доказательство важности материалов, из которых изготовлены шины. Состав смеси является тщательно охраняемым секретом известных производителей.

Шины, предназначенные для использования в летних условиях, изготовлены из более жесткой резины, которая должна быть устойчивой к высоким температурам. Однако такой материал совершенно не подходит для зимних шин, поскольку при низких температурах он становится жестче, что отрицательно сказывается на сцеплении.

Зимние шины изготовлены из смесей, которые остаются гибкими даже при очень низких температурах. Однако их недостатки проявляются, когда становится слишком тепло. В жаркую погоду такая резина становится слишком мягкой, из-за чего шины изнашиваются с угрожающей скоростью, и автомобиль становится не управляемым на дороге.

Зачем нужно менять резину и в чем отличие зимней от летней?

Разница между летними и зимними шинами очень велика, и самая главная отличительная особенность – это состав материала, из которого их изготавливают. Если летние шины уже при +7 градусов начинают «дубеть», то зимние при низких температурах остаются мягкими, что обеспечивает лучшее сцепление с дорогой. Поэтому автомобиль необходимо обязательно «переобувать». И нужно это делать два раза в год. Если зимние покрышки останутся на машине летом, то скорее всего они не дотянут до следующей зимы, и без того мягкая резина под действием тепла еще больше размягчается и быстрее изнашивается. Также шины отличаются и протектором. Зимняя автомобильная резина имеет более глубокий протектор и ламели, которые при торможении наклоняются, обнажая кромки, в результате чего происходит более эффективное торможение.

Шипованная резина, в отличие от нешипованной, такого поперечного рисунка (ламели) имеет меньше, и торможение происходит в том числе за счет различных типов шипов. В современных шинах шипы устанавливаются на разных уровнях, несимметрично, чтобы обеспечить лучшее сцепление.

Таким образом мы плавно перешли к вопросу:

Химические и физические свойства

Понять как отличить зимние шины от летних можно, подключив тактильные ощущения. Зимняя шина на ощупь намного мягче чем летняя, потому что в ее состав входит больше каучука. При использовании в условиях зимы, резина становится еще мягче и эластичнее, тем самым усиливает сцепление с дорогой.

Если ездить летом на зимних покрышках, то замечаешь как они плавятся и сильнее изнашиваются.

Летние покрышки не нагреваются при езде, даже несмотря на высокую температуру воздуха летом, они сохраняют высокую жесткость. Зимой летние покрышки становятся еще жестче, что приводит к уменьшению пятна контакта с поверхностью трассы, управляемость и контроль над автомобилем падает.

Какая резина лучше шипованная или нет?

Перед тем, как выбрать ту или иную резину вы должны четко понимать, в какой среде и месте вы собираетесь ее эксплуатировать. Тесты показали, что в целом эффективность в торможении у обоих видов одинаковая, но бывают ситуации, когда та или иная покрышка ведет себя хуже или наоборот лучше.

Итак, вот что показали тесты:

Шипованная резина

Прекрасно ведет cебя на дороге с гололедом и с кашей из снега под которой есть корка льда. При этом температура воздуха должна быть не ниже -15 °С. Если вы попадете на лед при более низких температурах, то на такой резине вы будете как на коньках, шипы не будут цепляться за твердую поверхность.

Липучка

Соответственно, на обледенелой дороге до -15, покрытой рыхлым снегом, данная резина уступает шипованной, но на почищенной дороге при более низких температурах – выигрывает. Тормозной путь будет меньше.

Вывод: если вы живете в городе, где дороги убирают, то лучше выбрать липучку, если вам приходится часто бывать за городом, где зимой дороги заваливает снегом, ваш выбор – шипованная резина.

На снегу обе резины ведут себя одинаково, а вот шипованная резина намного шумнее! А также в некоторых странах шипованная резина и вовсе запрещена к использованию. И самое главное, не стоит экономить, и при износе лучше купить новую от известного производителя – ведь от этого зависит ваша и чья-то жизнь!

Многие читатели моего блога меня часто спрашивают, чем отличается летняя резина от зимней, кроме шипов и протектора. И почему летом нельзя ездить на зимних шинах, а зимой на летних. Все эти вопросы я решил раскрыть в очередной статье. Кому интересно читайте дальше…

На первый взгляд можно отличить чисто визуально. Зимний вариант имеет более грубый и глубокий протектор, а также совершенно другой рисунок, который, как правило, не похож на рисунок на летнего образца, также она имеет шипы для хорошего сцепления с зимней дорогой, например со льдом (кстати их сейчас очень много видов, читаем ). Но отличие, кроется не только в рисунке и в наличии шипов, тут ребята все гораздо сложнее.

Летние шины сделаны из определенного состава резиновой смеси, который выдерживает очень высокие плюсовые температуры. Асфальт летом достаточно горячий, и колеса должны выдерживать эти температуры при разгоне и торможении. Нужно отметить что она намного жестче, чем зимняя. Зато как температура падает ниже нуля, летняя резина становится абсолютно не эластичной, автомобиль на таких колесах легко может уйти в занос. Простой пример – положите обычный ластик в снег на мороз и оставьте его на два – три часа. Затем возьмите ластик и попробуйте его согнуть. Ластик потеряет свою эластичность и легко сломается. То же самое происходит с летним вариантом на морозе, она дубеет и очень быстро изнашивается, да и ездить на таких шинах просто не возможно!

Запомните!

Летняя покрышка — должна использоваться до минусовой температуры, то есть минус один, сразу меняем, даже если нет снега.

Зимний вариант также имеет определенный состав. Только направленность тут совершенно другая. Зима не радует нас теплыми днями, практически всегда столбик термометра в минусовой зоне, иногда даже за – 35 переваливает. И задача — при таких морозах остаться эластичной и обеспечить максимальное сцепление с дорогой. Отличие зимних шин от оппонента, в ее мягкости, то есть она намного мягче, чем летняя. А высокий протектор и , борются уже со снегом и льдом. Поэтому она выглядит гораздо массивнее, с высоким протектором. Просто нужно чтобы, что-то цеплялось и копало снег. Однако она абсолютно не приспособлена к плюсовым температурам, а особенно к дождю. Автомобиль на шипах в лужах как «корова на льду», плохо управляем. Да и горячий асфальт быстро изнашивает мягкую зимнюю шину. Попробуйте нагреть тот же ластик и провести его по асфальту, за ним останется след из мелких кусочков резины, при нагреве он очень быстро разрушается. Примерно тоже самое, происходит и с покрышкой, ее мягкая основа в буквальном смысле слова плавится на жаре, при горячем асфальте.

Запомните!

Этот тип должен использоваться до плюсовой отметки. Если снег сошел и ночью уже плюс один, то ее лучше сменить.

Иногда может показаться особенно при движении на асфальте, что зимняя резина намного жестче, чем летняя, это не так. Гул, который происходит при движении автомобиля, вызван шипами и высоким протектором, а не жесткостью.

Сейчас ребята очень полезный сравнительный ролик, правда на английском языке однако можно уловить основные момента, смотрим.

На этом все, постарался максимально доступно, объяснить про отличия, надеюсь понравилось

Отличия по внешнему виду

Правила выбора всесезонной резины для автомобиля
Когда заходит речь об отличиях между летними и зимними шинами, в первую очередь начинают обращать внимание на различия относительно сцепления с дорогой, на разные химические составы резины. Но практически никто не упоминает о внешних признаках различия, причем многие неопытные водители даже говорят о том, что их не существует

Конечно, сходу определить внешние отличия между летней и зимней резиной довольно проблематично. Однако это не значит, что их не существует. Вот лишь основные признаки отличия между шинами по внешнему виду:

У зимней резины более глубокий протектор. Это связано с тем, что зимой часто выпадают осадки: дождь и снег. Более глубокий протектор обеспечивает улучшенное сцепление со скользкой дорогой. Очень часто зимние шины оснащаются специальными шипами для управления автомобилем в условиях гололеда

Обратите внимание, что не все зимние шины имеют шипы! Но главным признаком отличия является рисунок. И здесь следует отдельной строкой упомянуть два варианта нешипованной зимней резины: скандинавский и европейский тип

Каждый из них имеет свои особенности в построении рисунка: Европейский тип. Для него характерно диагональное построение рисунка, где развита сеть каналов для отвода воды (очень напоминает силуэт елки). По периферии протектора резины можно заметить мощные грунтозацепы. Наконец, еще одна отличительная особенность шин – наличие огромного количества очень тонких прорезей.

Скандинавский тип. В глаза сразу бросится разреженный рисунок с большим количеством «шашечек» в виде ромбика. Они расположены в шахматном порядке. Также на протекторах можно заметить небольшие полоски, играющие важную роль в сцеплении колес с трассой. И последнее отличие: между элементами рисунка довольно приличное расстояние.

Как правильно выбрать зимнюю резину

Менять или не менять резину – вопрос уже не актуальный. Пожалуй, на сегодняшний день акцент нужно делать на том, как правильно подобрать резину, особенно для зимней поры.

Дело в том, что выбор зимней резины – дело очень сложное, поскольку универсального варианта, увы, не существует. Вот и приходится водителям, ловко лавируя между вариантами, выбирать то, что необходимо, исходя сразу из нескольких факторов.

Изначально в расчет стоит брать активность и среднестатистические условия эксплуатации автомобиля. К примеру, замечательная шипованная резина с грубым рисунком протектора будет идеальна для региона, в котором зимой обычно стоит сухая погода, а дорожное полотно представляет собой плотно укатанный лед.

Зато такая резина шумит на порядок сильнее, не подходит для новичков, которые стараются гонять больше 130 км/час, а также для регионов, где на дорогах преобладает снежная каша – шипы не смогут обеспечить достаточное сцепление и безопасность эксплуатации машины снизится. А поскольку большинство наших дорог — именно такие, то стоит поговорить о зимней нешипованной резине.

Летняя резина и зимняя резина

Шины рассчитаны на работу в определенных условиях, как с точки зрения погоды, так и транспортных средств, с которыми они омологированы. Один продукт предназначен для городских автомобилей, а еще один — для спортивных или грузовых автомобилей. Однако, что важно, каждая шина должна обеспечивать водителю безопасность , так как это единственный элемент, который связывает автомобиль с дорогой. По этой причине различия в сезонных моделях можно увидеть в трех областях:

• наносимая смесь
• рисунок протектора
• производительность .

Нешипованная резина – особенности выбора

Зимняя резина подобного плана делится на два типа. Производители подобной продукции поставляют на мировой рынок:

Европейскую резину;

Скандинавскую резину.

Выбор между этими двумя типами обусловлен тем, что каждый вариант будет оптимален в своих погодных условиях. Рассмотрим резину каждого типа поподробней.

Европейская резина. Назначение.

Обеспечение наиболее эффективного сцепления шины с дорожным покрытием при плохих погодных условиях (дожде, мокром снеге).

Описание.

По своей сути резина несколько походит на обычную противодождевую. Она имеет диагональный рисунок протектора с большим количеством водоотводных каналов, которые, соединяясь, образуют вместе развитую сеть. Отличить резину европейского типа также можно по наличию тонких прорезей (ламелей) и крупных грунтозацепов, расположенных по краю протектора.

Причем способность резины обеспечивать большее сцепление напрямую зависит непосредственно от длины прорезей. Чем больше данный показатель, тем длинней каждая кромка протектора, с помощью которых шина при движении машины буквально «цепляется» за дорожное покрытие. При этом в прорези попадает та самая каша, а шина далее контактирует уже непосредственно с дорожным полотном.

Скандинавская резина. Назначение.

Обеспечение оптимального сцепления на обледенелой

дороге и дорожном покрытии со снежным настом.

Описание.

Обладает менее развитой сетью рисунка, в котором преобладают не прорези, а особые фигурки, имеющие прямоугольную или ромбовидную форму и чередующиеся в шахматном порядке. Эти фигурки расположены не слишком часто, благодаря чему протектор во время движения машины с легкостью проламывает верхний слой льда или снежного наста, а далее очищается. Благодаря подобному рисунку машина идеально подходит для поездок по пресеченной местности.

Рисунок протектора

Очевидное отличие между зимними и летними шинами заключается в рисунке и направлении протектора. В зимнем варианте он бросается в глаза и привлекает внимание глубиной расположения и сложной формой, а в летнем — имеет большую площадь, ламели отсутствуют. При выборе подходящей обуви для автомобиля, нужно обращать внимание на этот важный фактор, ведь от него зависит подойдет ли резина для региона эксплуатации. Идеальных шин еще не придумали, но можно подобрать максимально подходящие для вас.

На каждом из дорожных покрытий эффективным будет определенный протектор. Если вы зачастую передвигаетесь по укатанной и не очень заснеженной дороге, то в этом случае выбирайте резину, которая не допускает пробуксовок и оперативно реагирует на педаль тормоза.

Если на дороге шуга, то подойдут шины с высокой степенью аквапланирования, своевременным отводом воды и талого снега из пятна контакта с дорожным покрытием.

При движении по сухой трассе, требуется максимальное сцепление с поверхностью. В одном рисунке протектора невозможно добиться наличия всех вышеперечисленных характеристик, поэтому производитель при выпуске каждой из своих моделей делает акцент на самых сильных ее сторонах.

Сравнение летних и всесезонных покрышек

Общие характеристики данных видов шин:

• хорошее управление на сухом и мокром асфальте при температуре не выше +15°C;
• эффективный отвод воды от покрышек на мокрой дороге. Наличие специальных водоотводящих канавок уменьшает риск аквапланирования (неуправляемого скольжения по мокрой поверхности).

Всесезонные против летних

Разница состоит в следующем:

• Состав материала. Резина в летних шинах более жесткая и прочная. Она не становится слишком мягкой при высоких температурах, в отличие от всесезонной, которая уже при +20-25 °C начинает «таять» и хуже слушаться руля.
• Сопротивление качению. Летние покрышки имеют более гладкий протектор, с высотой не более 8,5 мм. Они облегчают передвижение автомобиля и экономят топливо.
• Шумность. Ламели и высокий протектор шин «Allseаson» издают на сухом и жестком асфальте заметный звук, чего нет в летнем варианте покрышек.
• Ресурс. Из-за своей мягкости демисезонная резина очень быстро изнашивается. Разница по сравнению с летней может доходить до 25%.

Установка однонаправленных покрышек | Велосипед

Резина современного велосипедного колеса в большинстве  случаев состоит из камеры и покрышки (шины). Вариант однотрубок не рассматриваем. Поговорим об установке покрышки. Точнее о её правильной ориентации.

Если рисунок протектора симметричный, то устанавливать можно любой стороной. Но бывают и однонаправленные покрышки т.е. с не симметричным рисунком протектора разработанные для установки и вращения в одном направлении. Для таких шин ориентировка при установке уже имеет значение.

Некоторые производители чётко и не двусмысленно рисуют стрелку в соответствии с которой должно вращаться колесо при рекомендованной установке.

Если установлена на переднем колесе — смотрим стрелку Front, на заднем — Rear. Иногда покрышка специально разрабатывается для работы только на заднем или только на переднем колесе. Тогда производитель также делает предупреждающую маркировку:

Установка такой покрышки в неправильной ориентации приводит к худшему сцеплению с дорогой, худшей управляемости велосипеда, меньшему накату и скорейшему износу шины.

Если нарисована стрелка и буквами по резине подписано как надо устанавливать, то всё просто. Но что делать, когда покрышка по рисунку протектора явно однонаправленная, а стрелок и прочих указаний нет?

Прежде всего: «явно однонаправленная» означает, что рисунок протектора напоминает букву «V» если посмотреть на него спереди.

Рекомендованный вариант установки такой, чтобы заднее колесо оставляло след » >>>>> «, а переднее » <<<<< » при движении слева направо.

Причина такой рекомендации. Заднее колесо отвечает за сцепление с дорогой и проходимость, поэтому «V» должна «упираться» ножками в поверхность для обеспечения лучшего сцепления (» /\ «). Переднее колесо играет большую роль при торможении, поэтому рисунок ориентируется в обратную сторону.

Если вам нужна максимальная проходимость — ставьте обе покрышки » > «. Вариант двух » < » вроде как разумного практически полезного смысла не имеет.

Вопрос сцепления/торможения применительно к ориентации рисунка протектора имеет значение при езде по грунту, песку. На асфальте это не принципиально.

И ещё один момент. Если вы посмотрите на трактор «Беларусь» или автомобильные шины, то заметите, что там покрышки установлены с точностью до наоборот: » < «. Казалось бы, трактору в поле нужна максимальная проходимость, да и авто сцепление с дорогой не помешает. Но здесь роль игрет уже другой фактор — аквапланирование. На большой скорости при достаточной ширине колеса вода с поверхности дороги может собираться «волной» перед колесом и транспорт скользит на водяной подушке. Рисунок ориентированный «<» позволяет выдавить воду по сторонам колеса и сохранить сцепление с дорогой. Велосипеду аквапланирование не грозит в принципе в силу формы и размера пятна контакта колеса с дорогой, высокого давления в шине и относительно не большой скорости движения.

Смотрите также

Близкие публикации:

Как определить, какая резина больше всего подходит вашему автомобилю

В случае если вы уже определились с выбором дисков, то следующей задачей становится – подбор шин. Маркировок на боковой поверхности шин, отнюдь, не меньше, чем характеристик дисков, но в как правило подобрать покрышки немного легче. Определим, что означают значения такие как «185/70 R14 88H», и каким образом они расшифровываются.

Какие характеристики покрышки стоит иметь ввиду при выборе?

Определяясь с шиной, необходимо учесть такие свойства:

Сезонность

Сезонность – бесспорно важная характеристика: в момент выбора шин вы хорошо должны уяснить, какая именно резина вам нужна летняя или зимняя. Здесь нужно только добавить, что зимняя резина обязательно имеют маркировку «снежинкой» или же «M» и «S», «M.S».

Протектор

Как правило протектор делится на асимметричный или симметричный, плюс к этому ненаправленный или направленным. Ненаправленный симметричный тип рисунка – самый простой бюджетный тип протектора.

Направленность рисунка увеличивает его эффективность водоотведения из точки соприкосновения с дорогой – это устраняет аквапланирования. а асимметричность протектора предусмотрена для улучшения курсовой устойчивости.

Диаметр

Это так же несложный параметр, если вы обзавелись дисками, то посадочный диаметр резины должен совпасть с наружным диаметром обода.

В случае, когда вы ищете диски наряду с покрышками, нужно определить, диски какого размера предусмотрены для эксплуатации на вашем автомобиле, и уже потом выбрать для них шины такого же диаметра.

Ширина

Ширина резины – важный числовой индекс, указанный в ее маркировке. Устанавливается он в мм: значение 185/70 R14 говорит о том, что ширина 185 мм.

Высота

Высота профиля – второе значение, указанное в маркировке покрышки. Предопределяется он в процентном отношении к ширине. К примеру, 185/70 R14 88H обладает высотой 70% от значения ширины.

Высокий профиль предоставляет комфорт и стойкость к повреждениям. Низкий профиль, следовательно, лучше передает ухабы дороги на подвеску, а также чувствительны к повреждениям. Но низкопрофильность предоставляет качественную управляемость, тогда как высокий – напротив.

Нагрузка

Индекс нагрузки – характеристика, показывающая максимальную массу, припадающую на одно колесо во время его эксплуатации. Выражается числовым индексом, указывается сразу за геометрическими характеристиками: к примеру, та же резина 185/70 R14 88H обладает индексом массовой нагрузки 88.

Расшифровку необходимо смотреть в таблице производителя– в данном случае 88 обозначает нагрузку в 550 кг. При выборе покрышек стоит учитывать, что допустимую массу нужно умножить на 4 и сравнить с массой авто.

Скорость

Скоростной индекс – характеристика, указывающая на допустимую скорость, безопасную для жизни пассажиров и целостности авто. Он указан буквой, который также нужно искать в таблице.

Шины одинакового диаметра могут обладать разными скоростными качествами в комбинации с другими параметрами.

( Пока оценок нет )

Жесткость резины (все содержимое)

Примечание. Учебно-обучающие пакеты DoITPoMS предназначены для интерактивного использования на компьютере! Эта версия TLP для печати предоставляется для удобства, но не отображает все содержимое TLP. Например, отсутствуют какие-либо видеоролики и ответы на вопросы.Форматирование (разрывы страниц и т. д.) печатной версии непредсказуемо и сильно зависит от вашего браузера.

Содержимое

Основные страницы

• Цели
• Введение
• Теория конформации каучука
• Термодинамика — энтропийная пружина
• Получение энтропии
• Усадка каучука
• Эксперимент по сокращению
• Проверка
• Двухосное натяжение
• Эксперимент с воздушным шаром
• Резюме
• вопросов
• Идем дальше

Дополнительные страницы

• Потенциал Леннарда-Джонса

Цели

По завершении этого TLP вы должны:

• Уметь прогнозировать жесткость каучука на основании простой картины его молекулярной структуры
• Уметь использовать жесткость для прогнозирования деформации образцов резины различной формы
• Понять, почему резину называют «энтропийной пружиной»
• Имейте в виду, что жесткость резины повышается с повышением температуры, в отличие от всех других материалов
• Понять взаимосвязь давления и размера воздушного шара

Введение

Каучуки (или эластомеры) представляют собой полимеры, на свойства которых влияет образование поперечных связей между отдельными цепями. Они имеют довольно низкую плотность поперечных связей со связями со случайными интервалами, обычно между 500 и 1000 мономерами. Эти несколько поперечных связей достаточно, чтобы предотвратить неограниченный поток целых молекул мимо соседних, но сегменты цепи между поперечными связями свободно перемещаются (при условии, что температура выше температуры стеклования, T _g ). В частности, сегменты могут раскручиваться и отскакивать.

Статистическая теория способна предоставить математические соотношения между плотностью поперечных связей и измеримыми физическими свойства, такие как жесткость.Эти отношения можно использовать для прогнозирования удлинения при определенной нагрузке, например надувной воздушный шар или банджи-джампер, или измеренное свойство можно использовать для расчета степени сшивания.

Общеизвестно, что большинство вещей становятся больше при нагревании. Вероятно, самый известный пример материала, который не всегда расширяется при нагревании воды, но сужается при нагревании только при повышении температуры от 0°C до 4°C. Вне этого диапазона он ведет себя как любой другой материал.Объяснение аномального поведения кроется в перестройке молекулярной структуры. Основная тенденция к увеличению длин межатомных связей с повышением температуры, которая происходит из-за асимметричной формы пространственно-энергетического соотношения, общего для всех материалов.

Подробнее об отношениях энергии и пространства

Хотя резина в нормальных условиях расширяется, как и другие материалы, при нагревании, при растяжении она ведет себя по-другому, сужается в направлении нагрузки, а не расширяется при нагревании.Объяснение такого поведения заключается в решающий вклад энтропии в эластичность резины, который будет рассмотрен позже в этом пакете. Это также будет становится ясно, почему жесткость резины намного ниже, чем у других материалов. В основном это потому, что резина деформируется. упруго за счет раскручивания длинных запутанных молекул, а не за счет растяжения отдельных межатомных связей.

Теория конформации каучука

Полимерные катушки

Молекулы полимеров состоят из множества более мелких единиц, называемых мономерами. Каучук представляет собой полностью аморфный, слегка сшитый полимер, выше Т _г . Обычно они состоят из основной цепи -C-C-. Валентный угол зафиксирован на уровне 109,5°, но угол закручивания может изменяться, позволяя макроскопической форме цепи варьироваться от линейной до сильно закрученной. и запутанный.

На этой диаграмме слева каждая синяя линия представляет канал C-C. Стрелка показывает расстояние от начала до конца цепи сегмент, изображенный в виде утолщенной линии.2} } \справа\}\]

Клубки и сшивки

Кусок резины, такой как резиновый мяч или резиновая лента, состоит из множества молекул полимера. Поскольку молекулы предпочитают быть свернутыми до определенной степени, а не растянутыми, молекулы полимера легко запутываются друг с другом. Когда цепи запутываются, их подвижность снижается. Кроме того, запутанность означает, что цепи не могут растянуться настолько, насколько в противном случае они были бы в состоянии, и поэтому жесткость резины увеличивается — по крайней мере, если она измеряется в течение коротких промежутков времени, которые не позволяют запутанности скользить.

Помимо физических запутываний, цепи могут соединяться и другим образом. Если химия цепи подходит, атом, принадлежащий одной цепи, может образовывать химическую связь с атомом другой цепи. Эта связь называется перекрестной связью. Природа сшивающих связей ковалентная. Поперечные связи препятствуют движению полимерных цепей и, таким образом, увеличивают жесткость резины. Теперь они стабильны в течение длительного времени, поэтому жесткость не зависит от времени.

Сматывание и разматывание

Подумайте, что происходит, когда вы растягиваете резинку или воздушный шар. Мы знаем, что резина растянется намного раньше, чем он ломается, но мы должны быть в состоянии объяснить, почему он ведет себя именно так.

Когда вы впервые подвергаете резину натяжению, молекулы полимера начинают менять свою форму. Потянув за цепи заставляют полимеры разматываться. Схематично это показано ниже:

Ненагруженные спиральные цепи

 

Нагруженный на растяжение

По мере того, как вы продолжаете тянуть резину, сегменты цепи начинают достигать своего предела растяжимости. В случае глупая замазка или жевательная резинка, это скольжение может продолжаться до тех пор, пока цепи не перестанут соприкасаться и резина не вытянется к очень тонкому поперечному сечению и, возможно, трещинам.

С другой стороны, для обычных каучуков с поперечными связями сегменты цепи раскручиваются настолько, насколько это возможно, перед поперечными связями препятствуют дальнейшему раскручиванию. Дальнейшее напряжение теперь воздействует непосредственно на связи С-С основной цепи полимера. Когда сила становится достаточно сильно, связи С-С разорвутся, и резина лопнет.Таким образом, прочность резины не сильно отличается от других материалов, тогда как жесткость на порядки ниже.

Теперь мы можем предсказать форму графика зависимости растяжения от силы при растяжении резины. Это будет сделано для как одноосное, так и двухосное растяжение позже в TLP.

Эффект солнца на резинке

Вы когда-нибудь замечали, что происходит с резинкой, если ее слишком долго оставить на солнце? Резина становится хрупкий и может сломаться в руке. Объяснение того, почему это происходит, касается перекрестных связей.

Ультрафиолетовый солнечный свет обеспечивает молекулы полимера энергией активации, необходимой им для формирования больше перекрестных ссылок с другими сетями. Когда резинка не используется в течение длительного времени, плотность поперечных связей увеличивается. Когда вы пытаетесь растянуть резиновую ленту, цепи не могут разматываться или скользить друг относительно друга из-за большого количество перекрестных ссылок. Из-за этого вы эффективно натягиваете основные связи С-С полимера, которые очень жесткий и сильно не растягивается.Вместо этого резинка защелкивается с очень небольшим растяжением.

Некоторые масла и другие химические вещества оказывают аналогичное воздействие на резину. Однако бутилкаучуки имеют гораздо меньшую плотность доступного сайты сшивки, чем другие каучуки. Из-за этого гораздо труднее образовать избыточные поперечные связи и, таким образом, бутилкаучук. каучуки устойчивы к разрушению под воздействием УФ-излучения. легкие и из масел.

Термодинамика — энтропийная пружина

При приложении напряжения к образцу сшитого каучука равновесие устанавливается довольно быстро.Однажды достигнув равновесия, свойства каучука можно описать с помощью термодинамики.

Рассмотрим элемент из резины, находящийся под одноосным растяжением. Первый закон термодинамики гласит, что

dU = dQ — dW

, где dU — изменение внутренней энергии системы, а dQ и dW — теплота и работа. обмениваются между системой и окружающей средой по мере того, как система претерпевает дифференциальные изменения.

Рассмотрим конкретный случай одноосного растяжения.Совершенная работа определяется силой, умноженной на расстояние, поэтому работа, совершаемая одноосной силой f, равна

дВт _f  =  –f дл

, где dL — дифференциальное изменение длины системы под действием силы f. (знак минус означает что работа совершается над системой).

Если предположить, что процесс деформации протекает обратимо (в термодинамическом смысле), то

dQ = TdS

, где S — энтропия системы. Объединение приведенных выше уравнений дает (для одноосного растяжения с V и T постоянная)

dU = TdS + f дл.

Отсюда сила растяжения (втягивания)

F = (dU/dL) _T,V — T(dS/dL) _T,V

Первый член в правой шкале представляет собой вклад энергии в растягивающую (втягивающую) силу или упругость энергии. В каучуках, это представляет собой накопление энергии в результате вращения вокруг связей и деформации углов связи и длин от равновесные значения. Второй член RHS — это вклад энтропии в растягивающую (втягивающую) силу или энтропийную упругость.Это вызвано уменьшением энтропии при раскручивании сегментов цепи.

Когда каучук растягивается, изменение длины (и энергии) происходит почти полностью за счет изменения конформации, т.е. вращение связей, и существует незначительное растяжение связей. Следовательно, при постоянной температуре его можно аппроксимировать что внутренняя энергия связи не меняется.

dU = 0

F = -T(дСм/дл)

По мере растяжения резины цепь движется от более вероятного (более высокая энтропия) к менее вероятному (более низкая энтропия) государство. 2}}}} \]

a = длина связи
n = количество звеньев

Если мы растянем цепочку так, чтобы ее конец оказался в новом месте (x’, y’, z’), так что (x’ ² + у’ ² + z’ ² ) > (х ² + у ² + z ² ), тогда p(x,y,z) уменьшится, что приведет к уменьшению энтропии. Энтропия равна

S = к лнОм

, где Ω = общее количество возможных конформаций, ведущих в то же конечное положение.Сейчас

Ом = p(x,y,z,)

При растяжении цепи так, чтобы начальная конечная точка (x,y,z) изменилась на (x’,y’,z’), где

x’ = λ _x x
y’ = λ _y y
z’ = λ _z z

соответствующее изменение энтропии равно

\[\ Delta S = k\ln \left( {\frac{{\Omega ‘}}{\Omega}} \right) = k\ln \left({\frac{{p’}}{p} } \справа)\]

ΔS = -kb ²  [((x’) ²  — x ² ) + ((y’) ²  — y ² ) + ((z’) ² ) + ((z’) ² ) + ((z’) ² ) 2 )]

Δs = -kb ² [(λ _{x x} ^{2 — 1) x 2 + (λ _y 2 — 1) Y 2 + (λ _Z 2 — 1)z 2 ]}

В ненапряженном состоянии при общей длине r мы не ожидаем предпочтительного направления, поэтому:

\[\left\langle {{x^2}} \right\rangle = \left\langle {{y^2}} \right\rangle = \left\langle {{x^2}} \right\rangle = \frac{{\left\langle {{r^2}} \right\rangle}}{3}\]

Итак, в среднем:

\[\Delta S = — k\left( {\frac{3}{{2n{a^2}}}} \right). 2}}} \справа)\]

Экспериментальные данные хорошо согласуются с этой теорией, за исключением случаев сильного растяжения, когда цепи достигают максимального растяжения, вызывая жесткость (градиент участка) сильно возрастет.

График напряжения в зависимости от растяжения

Таким образом, можно оценить плотность сегмента цепи резины, если удлинение под определенной нагрузкой известен. Пример такого расчета приведен ниже:

Расчет рабочего примера

На куске резины подвешен груз массой 0,2 кг. Каучук изначально имеет длину 10 см и круглую крестовину. сечения радиусом 2 мм. Когда система уравновесится после прикрепления массы, новая длина резины составит 20 см.2}}} \справа)\]

Результатом этого является то, что если резина растянута под фиксированной нагрузкой, она, вероятно, сожмется при нагревании (даже после учета теплового расширения).

Это можно наблюдать с помощью следующего аппарата:

Схема аппарата

Фотография аппарата (Нажмите на изображение, чтобы увеличить его)

В демонстрации резиновая полоска подвешена внутри вертикальной трубы из плексигласа вместе с измерительной линейкой. Резиновая полоска растягивается путем прикрепления небольшого груза к нижнему концу. Затем резину нагревают с помощью фена, направленного на верхний конец трубки. Термопара расположена внутри трубки и подключена к цифровому измерителю, который измеряет температуру. в градусах Цельсия (которые должны быть преобразованы в K для использования в уравнениях).

Чтобы проверить теоретическое объяснение, вам нужно будет сделать пять наблюдений из демонстрации:

• первоначальная длина резиновой полосы без нагрузки (L ₀ )
• отрезок резиновой ленты в загруженном, но ненагретом состоянии (L ₁ )
• начальная температура (T ₁ )
• нагретая длина резиновой полосы (L ₂ )
• конечная температура (T ₂ )

Ваш браузер не поддерживает видео тег.2}}} \справа]\]

, где индексы 1 и 2 относятся к до и после сокращения соответственно, а не к разным направлениям, как в более раннее происхождение. Были сделаны следующие наблюдения:

• Перед началом эксперимента было отмечено, что верх резинки находился на расстоянии 0,96 м от основания линейки метра.
• Также было отмечено, что длина гирь составляла 0,13 м.
• Длина резиновой полоски без нагрузки, L ₀ , была 0.2}}} \right] = \frac {{T_1}}{{T_2}} \]

  и теоретическое объяснение проверено. Небольшое расхождение связано с обычным тепловым расширением; каучуки имеют относительно высокие коэффициенты расширения (~ 50 x 10 ^-6 K ^-1 ), поэтому увеличение T около 50 К увеличит длину полосы, которая изначально имеет длину 0,75 м, на 2 мм.

  Двухосное натяжение

  Связь между изменением энтропии и расширением может быть упрощена для двухосного растяжения сферы во много раз. так же, как это уже было замечено для одноосного растяжения.2 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; (2)\]

  Если теперь мы постепенно изменим коэффициент удлинения δλ, объем работы необходимо сделать это инкрементное расширение:

  \[\delta W = 2F\left( {{L_0}\delta \lambda } \right)\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; (3)\]

  , где F — сила, а L ₀ δλ — изменение удлинения. { — 7}}} \right)\left( {\frac {{{t_0}}}{{{r_0 }}}} \справа)\]

  , что дает нам предсказанное изменение давления с увеличением λ :

  График зависимости давления от степени растяжения

  Это предсказывает, что максимальное значение давления будет при коэффициенте расширения около 1.38, т.е. это когда жесткость максимальная. Однако при высоких коэффициентах растяжения (> 2,5) становится очевидным эффект конечной растяжимости, и давление становится больше, чем предполагалось.

  Эксперимент с воздушным шаром

  Теорию двухосности можно проверить с помощью показанного устройства.

  Аппарат для эксперимента с воздушным шаром (Щелкните изображение, чтобы увеличить его)

  Данные также можно использовать для оценки объемной плотности сегментов цепи, N .Воздушный шар не совсем сферический, особенно при меньших расширениях, но форма графика должна быть такой, как предполагалось.

  Метод

  Сначала баллон полностью наполняют с помощью велосипедного насоса, а пробку помещают в конец U-образной трубки, в чтобы подкрашенная вода не выливалась из манометра. Когда баллон полностью надут, кран открывается. закрыты, чтобы воздух не мог выйти из баллона, и пробка удалена, чтобы выпустить захваченный воздух и внутреннее давление выравнивается.

  Радиус баллона оценивается с помощью штангенциркуля для измерения диаметра в трех ортогональных направлениях. Кроме того, высота измеряется разница между двумя менисками в манометре. Как только эти два значения были измерены, небольшое количество воздух выпускается из баллона при открытии крана. Баллон уменьшается в размерах, и измерения повторяются до тех пор, пока баллон находится под атмосферным давлением.

  Анализ

  Разница высот может быть связана с давлением внутри воздушного шара уравнением:

  P = ρ g ч

  где:

  P = давление внутри баллона
  ρ = плотность жидкости (вода = 1 г см ^-3 )
  г = ускорение свободного падения
  ч = перепад высот

  Для оценки значения N необходимо измерить начальную толщину резины, т ₀ , и начальный радиус r ₀ . { — 7}}} \right)\left( {\ frac {{{t_0}}}{{{r_0}}}} \right)\]

  \[{P_{\max}} \примерно 1,24NkT\влево( {\frac{{{t_0}}}{{{r_0}}}} \вправо)\]

  \[N \приблизительно \frac{{{P_{\max }}}}{{1,24kT}}.\frac{{{r_0}}}{{{t_0}}}\]

  Результаты

  Эксперимент проводился три раза, и результаты представлены на следующем графике.

  Ниже представлена ​​серия фотографий аэростата и соответствующие графики.

  Последовательность изображений, показывающая рост давления в зависимости от коэффициента расширения… в отдельном окне

  Видно, что действительно существует пиковое значение давления при коэффициенте расширения около 1,4. Это «давление «барьер» инфляции при низком коэффициенте расширения знаком каждому, кто пытался надуть воздушный шар ртом.

  Можно отметить, что некоторая жесткость при высокой степени растяжения может быть результатом кристаллизации, вызванной деформацией, но считается, что преобладающим эффектом, по крайней мере, для умеренных значений λ, является негауссовская статистика.

  Резюме

  В этом учебно-методическом комплекте вы ознакомились со следующими понятиями:

  • Полимерные цепи в каучуках скручены в равновесном состоянии.
  • Когда резина растягивается, это происходит за счет разматывания отдельных сегментов цепи. Таким образом, его жесткость намного ниже. чем другие материалы, для которых растяжение происходит за счет удлинения межатомных связей.
  • Втягивающее усилие, создаваемое растянутым куском резины, возникает из-за стремления отдельных сегментов цепи возвращаются к своей равновесной форме, тем самым увеличивая энтропию и уменьшая свободную энергию.Таким образом, можно прогнозировать жесткость каучука исключительно на основе информации о плотности его поперечных связей (которая определяет длину сегмента цепи).

  Вы также должны были прочитать и понять вывод энтропийной пружины и быть знакомы с идеей, что втягивающий сила, которую проявляет каучук при растяжении, вызвана снижением конформационной энтропии каучука.

  Вы бы видели, как деформируется резина при одноосном растяжении, наблюдали эффект нагрева полоски резины под напряжение и быть в состоянии объяснить оба.

  Вы также должны были наблюдать, как резиновая мембрана деформируется при двухосном растяжении, и быть в состоянии объяснить три режима

  Вопросы

  Быстрые вопросы

  После изучения данного TLP вы без труда сможете ответить на эти вопросы. Если нет, то вы должны пройти через это снова!

  1. Материалы расширяются при нагревании, потому что:

  2. При одноосном растяжении резины:

  3. Резина отличается от всех остальных материалов тем, что:

  4. Приблизительно сколько мономеров находится между поперечными связями в каучуке?

  5. Что означает изменение конформации:

  6. Если груз подвесить к резиновой полосе при комнатной температуре, а затем снизить температуру на 20°C, то груз будет:

  7. Если резиновую полоску положить на скамейку в нерастянутом состоянии при комнатной температуре, а затем снизить температуру на 20°C, полоска будет:

  Более глубокие вопросы

  Следующие вопросы требуют некоторого размышления, и для получения ответа может потребоваться, чтобы вы поразмышляли над содержанием этого TLP.

  8. Банджи-джампер Билл, масса которого составляет 82,5 кг, готовится к банджи-джампингу. Мост, с которого он прыгнет, имеет высоту 130 м. Парашютист понимает, почему резина ведет себя так под напряжением, потому что он прочитал DoITPoMS TLP «Жесткость резины». Он спрашивает инструктора, каковы размеры эластичного шнура, и ему говорят, что его длина в нерастянутом состоянии составляет 60 м, а первоначальный диаметр — 10 см. Сразу после удачного прыжка он неподвижно висит в 20 м от земли, ожидая, когда его снова подтянут.Повисая там, он оценивает плотность поперечных связей резины. Каким должен быть его ответ?

  9. Объясните, почему трос для банджи-джампинга должен быть изготовлен из бутилкаучука (особенно если он будет использоваться в солнечной стране). Вы должны объяснить, что может произойти, если не использовать бутилкаучук, и почему это происходит.

  10. Объясните, как изменяется жесткость резиновой мембраны, когда она подвергается двухосному растяжению, уделяя особое внимание трем отдельным режимам поведения и объясняя, как происходит каждый из них. Почему резиновые ленты рвутся при чрезмерном растяжении, тогда как Silly Putty течет и сужается, пока не разделится на две части?

  Открытые вопросы

  Следующие вопросы не содержат ответов, но предназначены для того, чтобы дать пищу для размышлений и темы для дальнейшего обсуждения с другими учащимися и учителями.

  11. Можно ли использовать каучук в качестве конструкционного материала? Приведите примеры случаев, когда это было бы уместно.

  12. Теперь вы должны понимать, как ведет себя резина при одноосном растяжении и как влияет на ее поведение температура. Используя то, что вы узнали, подумайте, как большой кусок резины будет деформироваться при одноосном сжатии. В своем ответе вы должны использовать то, что знаете о том, как ведут себя полимерные цепи.

  13. Вспомните эксперимент с баллоном, в котором была продемонстрирована деформация резины при двухосном растяжении.Как вы думаете, что произошло бы, если бы шарик нагревали так же, как нагревали резиновую полоску в первом опыте? Может ли воздушный шар сжаться? Каков был бы эффект нагревания воздуха внутри воздушного шара?

  Идем дальше

  веб-сайтов

  • Прыгающие мячи
    «Все, что вы хотели знать о резине (история, биографии, химия и консервация)», сайт, поддерживаемый Джоном Лодманом.
  • Mongabay.com
    «Краткая история каучука» (на основе Уэйда Дэвиса, One River, 1996 г.), сайт, поддерживаемый Реттом А. Батлером, способствующий повышению осведомленности об окружающей среде проблемы, связанные с тропическими лесами.
  • Международный Совет по исследованиям и разработкам каучука
    «История натурального каучука», сайт, поддерживаемый IRRDB, Куала-Лумпур, Малайзия.
    

  ---

  Потенциал Леннарда-Джонса

  Расширение материалов при повышении их температуры можно объяснить на молекулярном уровне увеличением среднего расстояние между атомами или молекулами, поскольку они вибрируют с большей амплитудой при более высоких температурах.Это можно показать из график зависимости потенциальной энергии от длины связи, потенциал Леннарда-Джонса.

  На графике r ₀ — равновесная длина связи, т. е. длина связи при отсутствии колебаний атомов, а r — средняя длина связи при повышенной температуре.

  По мере повышения температуры тепловая энергия, доступная материалу, увеличивается, поэтому средняя колебательная энергия облигаций увеличивается. Из асимметричной формы графика видно, что это увеличение энергии вызовет увеличение в средней длине связи.В нормальных условиях это приведет к расширению материала.

  Кроме того, график показывает, почему жесткость обычно падает с повышением температуры. Когда связь растягивается на при внешней нагрузке возвращающая сила (стремящаяся вернуть среднюю длину связи к ее равновесному значению) пропорциональна к градиенту этой кривой разделения энергии. При высоких температурах (амплитудах колебаний) эта возвращающая сила составляет, на средняя, ​​ниже, чем при низких температурах.

  ---

  Академический консультант: Билл Клайн (Кембриджский университет)
  Разработка контента: Саймон Адельман и Марк Уортон
  Фото и видео: Брайан Барбер и Кэрол Бест
  Веб-разработка: Дэйв Хадсон 90

  Этот TLP был подготовлен при финансировании DoITPoMS Советом по финансированию высшего образования Англии (HEFCE) и Департаментом по трудоустройству и обучению (DEL) в рамках Фонда развития образования и обучение (FDTL).

  Дополнительную поддержку для разработки этого TLP оказали Armourers and Brasiers’ Company и Alcan.

  Методика выбора резиновой смеси в резинометаллических пружинах для виброизоляции

  Полимеры (Базель). 2020 авг.; 12(8): 1737.

  Милан Тика

  ² Факультет машиностроения, Университет Баня-Лука, 78000 Баня-Лука, Босния и Герцеговина; гро[email protected]

  ² Факультет машиностроения, Университет Баня-Лука, 78000 Баня-Лука, Босния и Герцеговина; [email protected]

  Поступила в редакцию 6 июля 2020 г.; Принято 27 июля 2020 г.

  Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

  Abstract

  Выбор резиновой смеси оказывает определяющее влияние на конечные характеристики резинометаллических пружин. Поэтому правильный подбор резиновой смеси является ключевым фактором для создания резинометаллических виброизолирующих пружин с заданными характеристиками. Предложена методика подбора резиновой смеси для виброизоляции резинометаллических рессор, чтобы резинометаллические элементы имели необходимые характеристики, особенно по прогибу. Процедура основана на численном моделировании прогиба пружины с помощью определяющей модели Бергстрема-Бойса в виртуальном эксперименте с целью определить, какие параметры определяющей модели приведут к требуемому отклонению пружины.Процедура была проверена на конкретном примере, предназначенном для выбора резиновой смеси для резинометаллической пружины, используемой в железнодорожной технике.

  Ключевые слова: резинометаллическая пружина , подбор резиновой смеси, виртуальный эксперимент, численное моделирование, виброизоляция

  1. Введение

  Резиновые или резинометаллические пружины имеют широкое промышленное применение в качестве элементов для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок и распределение нагрузки между опорами. Сборка резино-металлической пружины состоит как минимум из двух металлических пластин/цилиндров, соединенных друг с другом натуральным или синтетическим каучуком с использованием процесса вулканизации или литья под давлением.Отмеченная конструкция позволяет использовать преимущества обоих компонентов сборки: высокая способность к деформации и поглощению энергии резиной и высокая сопротивляемость поверхностным нагрузкам металлических частей.

  До появления современных программных средств разработка резинометаллических изделий (и других изделий из эластомеров) основывалась на предшествующем опыте конструктора и методе «проб и ошибок». Такой подход неэффективен, дорог и требует много времени, так как требует итерационной процедуры с многочисленными экспериментальными проверками для достижения требуемых характеристик продукта.

  Появление метода конечных элементов и разработка моделей прогнозирования механического поведения резиновых смесей (конститутивных моделей) значительно усовершенствовали процесс разработки резинометаллических пружин. Механическое поведение эластомеров описывается с помощью гиперупругих моделей практически несжимаемых материалов, в которых соотношение напряжений и деформаций в материале определяется через производную функции плотности энергии деформации.

  Интеграция гиперупругих моделей в коммерческое программное обеспечение FEM (метод конечных элементов) позволяет проверять напряжение и деформацию (даже статическую жесткость) [1,2,3,4], усталостную долговечность [5,6,7] и разрушение (трещины) [5,8], а также оптимизация геометрии элементов с точки зрения увеличения ресурса [6,9].

  Невозможно было оценить гистерезисное затухание, термомеханические эффекты, явления релаксации, эффект Пейна (Флетчера-Гента) и эффект Маллинза с использованием гиперупругих моделей. С появлением определяющих моделей вязкоупругой/вязкопластической резины стало возможным преодолеть ограничения гиперупругих моделей, и были открыты новые области применения метода конечных элементов при разработке резинометаллических пружин. Реализация этих моделей в программных пакетах позволила инженерам оценить динамическую жесткость [10], пружинный гистерезис [11,12,13], внутреннее тепловыделение [14,15,16,17] и связанное с этим старение эластомеров [14,18]. ].

  Однако в большинстве случаев нелинейным динамическим поведением резиновых элементов пренебрегают или в лучшем случае значительно упрощают [19]. Только несколько авторов использовали анализ переходной модальной декомпозиции [20], обобщенную модель Максвелла [21] для прогнозирования трансмиссивности и динамического отклика. Несмотря на очевидный прогресс в имеющихся инженерных средствах, методология разработки резиновых и резинометаллических пружин по-прежнему основывается на физическом прототипировании и испытаниях [22], т. е. на предыдущем опыте конструктора и методах проб и ошибок.Большинство авторов рассматривали отдельные аспекты механического поведения резины, не задумываясь о том, как объединить многочисленные новые методики в единую методологию разработки. Выбор резиновой смеси для пружины основан на общих рекомендациях по применимости базовой резины для конкретного применения [23], твердости по Шору [24] и обширных экспериментальных испытаниях для достижения требуемых характеристик жесткости. Авторы используют моделирование только для определения механической реакции, оптимизации геометрии с целью увеличения срока службы компонента и прогнозирования тепловыделения.Но все отмеченные исследования выполнены с известной резиновой смесью, для которой определяющие параметры модели определены экспериментально.

  В статье представлена ​​новая процедура выбора резиновой смеси для резинометаллической пружины, основанная на параметризации констант модели резины в виртуальном эксперименте, выполненном методом конечных элементов. Цель виртуального эксперимента — найти требуемый прогиб пружины при определенной скорости деформации и нагрузке для всех возможных резин, существующих в заранее сформированной базе данных резиновых смесей и определяющих их модельных параметров. В процедуре используется определяющая модель Бергстрема-Бойса в качестве модели вязкоупругого материала для прогнозирования механического поведения резинометаллической пружины благодаря точности прогнозирования и способности фиксировать зависимость механического отклика от скорости деформации. Методика обеспечивает быстрый и надежный подбор резиновой смеси и проверяется предварительным формованием методики резинометаллического элемента, используемого в железнодорожной технике.

  2. Описание теории и процедуры

  Новая процедура выбора резиновой смеси для резино-металлической пружины была определена для обеспечения систематического подхода к выбору смеси с использованием численного моделирования для получения требуемой механической реакции с целью уменьшить физическое прототипирование и тестирование.

  2.1. Виброизоляция с помощью резино-металлической пружины

  Резино-металлические пружины относятся к группе пассивных виброизоляторов. В отличие от стальных пружин, которые можно представить в виде упрощенного осциллятора без демпфирования, резинометаллические пружины имеют гистерезисное (конструктивное) демпфирование. Собственная частота ( f _n ) системы с одной степенью свободы движения на резинометаллических пружинах является функцией отношения массы системы ( m ) к динамической жесткости пружины ( k _dyn ), как представлено в уравнении (1):

  Рабочие характеристики виброизоляторов можно оценить по коэффициенту передачи ( T ), который определяется как отношение входов и выходов (энергии, силы, перемещение и ускорение).Передаваемость определяется как функция частоты возбуждения ( f ), собственной частоты ( f _n ) и коэффициента демпфирования ( ζ ), как представлено в уравнении (2):

  T=1 +4ζ2r2(1−r2)2+4ζ2r2

  (2)

  где r — коэффициент настройки, определяемый как отношение частоты возбуждения к собственной частоте, Уравнение (3):

  на практике пренебрегают, а расчет проводят в предположении, что коэффициент затухания равен ζ = 0.

  Подбор резинометаллической пружины сводится к выбору требуемой передаточной способности и демпфирования, т. е. только передаточной способности при пренебрежении демпфированием. Затем можно определить собственную частоту системы для известной частоты возбуждения и заданного коэффициента настройки на основе выражения (2). Коэффициент настройки должен быть больше √2, чтобы обеспечить изоляцию вибрации вместо усиления.

  Поскольку собственная частота пружины теперь известна из условия, что динамическая жесткость равна 1.1–1,4 больше статической жесткости ( k ) [1] и общеизвестного соотношения на величину жесткости пружины, Уравнение (4):

  можно определить требуемый статический прогиб пружины ( с ) путем преобразования уравнения (4) в уравнение (5) [25]:

  Уравнение (5) показывает, что для желаемой передаточной способности необходимо только определить статическое отклонение пружины. Это широко используется на практике для определения резины для виброизоляторов, поскольку прототипы пружин изготавливаются из различных резиновых смесей для достижения требуемого статического прогиба пружины при экспериментальных испытаниях.

  2.2. Конститутивная модель Бергстрема-Бойса

  Одной из наиболее часто используемых вязкоупругих конститутивных моделей, используемых для прогнозирования механического поведения эластомеров, является модель материала Бергстрема-Бойса. Для преодоления ранее описанных проблем гиперупругих моделей с точностью предсказания механического поведения эластомеров, а также линейности классических вязкоупругих моделей Бергстрем и Бойс предложили модификацию модели материала Зинера. Бергстрем-Бойс — это нелинейная модель материала, основанная на феноменологии, которая может предсказывать вязкоупругое поведение эластомеров.Модель может предсказать нелинейную зависимость между напряжением и деформацией, зависимость механического отклика от скорости деформации и возникновение гистерезиса в эластомерах. Согласно Бергстрему [26], зависящее от времени механическое поведение реальных эластомеров может быть описано путем разделения на две части: параллельные сети: равновесный отклик (сеть A) и зависящее от времени отклонение от равновесного отклика (сеть B).

  Модель дает уравнения для расчета общего напряжения Коши сетей A и B с использованием конститутивной модели Арруды-Бойса с восемью цепями [26].Конститутивная модель определяется девятью константами, в которых определяется процедура подгонки кривой с экспериментальными данными по эластомеру.

  Таблица 1

  Материальные константы конститутивной модели Бергстрема–Бойса.

  Обозначение	Материал Модель Параметр
  μA0	начальный модуль сдвига сети A
  λAlock	ограничивающий участок сети A
  μB0	начальный модуль сдвига сети B
  λBelock	ограничивающий участок сети B
  ξ	поправочный коэффициент деформации
  τ^B	гидравлическое сопротивление
  м ∈R+	экспоненциальное напряжение
  C∈[0,−1]	экспоненциальная деформация
  К	объемный модуль

  Предельные участки сети A и B обычно считаются равными, поэтому модель затем сводится к восьми константам материала.Сам Бергстрём [27] показал, что его модель имеет достаточную точность для предсказания механического поведения эластомеров, по крайней мере, до концентрации наполнителя 25 об.% в натуральных и хлоропреновых каучуках. Бергстрем [28] далее напрямую сравнил модели Йео и Арруды-Бойса с моделью Бергстрема-Бойса. В этом исследовании автор показывает, что модель Бергстрема-Бойса обеспечивает значительно более высокую точность прогнозирования механической реакции эластомеров по сравнению с моделями Йео и Арруда-Бойса, даже если они расширены моделью повреждения Огдена-Роксборо или Ки-Бойса.Также было показано, что предсказание механического отклика модели Бергстрема-Бойса, дополненной моделью повреждения Огдена-Роксборо (Бергстрем-Бойс-Маллинз) или Ки-Бойса, почти совпадает с экспериментально определенным механическим откликом (разница менее 2 %). по отношению к коэффициенту детерминации Р ² ). Другие авторы [29,30,31] также доказали точность предсказания модели Бергстрема-Бойса. Модель очень точна до деформации больше 0.3, и наблюдается небольшое отклонение прогнозируемого поведения от экспериментально определенного выше указанного значения деформации.

  2.3. Новая процедура выбора резины в резинометаллических пружинах

  показывает новую процедуру выбора резиновой смеси для резинометаллических виброизоляторов, основанную на идее применения подхода, который дал бы ответ на вопрос: какие параметры резинометаллических пружин — Модель материала Бойса (или любая другая вязкоупругая конститутивная модель) будет иметь требуемую механическую реакцию, т.е.т. е. прогиб резинометаллической пружины при заданной скорости деформации и нагрузке?

  Методика выбора резиновой смеси в резинометаллических виброизоляторах.

  Каждая резиновая смесь имеет уникальный набор определяющих параметров модели, поэтому путем тестирования каждой доступной резиновой смеси можно сформировать базу данных составов с определяющими параметрами модели. Затем можно задать виртуальный эксперимент по определению прогиба пружины при определенной нагрузке и скорости деформации для всех возможных резин, удовлетворяющих требованиям по физическим и термическим свойствам, а также устойчивости к различным условиям.Отмеченные дополнительные требования проверяются на основе общих рекомендаций, определенных в [23], и для виртуального эксперимента выбираются только соответствующие резиновые смеси.

  При нахождении соответствующего набора определяющих параметров, при которых пружина имеет требуемый прогиб при заданной нагрузке и скорости деформации, можно изготовить и испытать прототип резинометаллической пружины.

  Если ни одна резина с уникальным набором определяющих параметров не имеет требуемого статического прогиба, существует возможность определить новую резиновую смесь, как показано на рисунке, путем анализа результатов виртуального эксперимента.Каучук-кандидат с прогибом, наиболее близким к требуемому прогибу, может быть сделан более жестким или эластичным за счет увеличения/уменьшения содержания наполнителя. Поскольку содержание наполнителя известно для всех составов, а также их отклонение на основе виртуального эксперимента, можно использовать простую интерполяцию, чтобы определить, какое содержание наполнителя будет получено при требуемом статическом отклонении. Другим вариантом может быть параметризация геометрии пружины и изменение прогиба пружины путем изменения параметров геометрии для резиновой смеси с наименьшим требуемым прогибом.

  Одной из основных идей исследования является замена сложных стандартных процедур испытаний (одноосное, двухосное и плоское растяжение, а также испытание на релаксацию напряжений), которые чаще всего выполняются в специализированных аккредитованных лабораториях, на простое одноосное сжатие на универсальном испытательном стенде машина. Испытания на сжатие гораздо проще проводить, чем стандартные испытания, и их можно проводить в любой лаборатории, имеющей универсальную испытательную машину. Одноосное сжатие является простой альтернативой двухосному растяжению, поскольку не требуется специального инструмента для испытания образцов.Кроме того, в отличие от испытаний на растяжение, экстензометр не требуется при сжатии образца для определения его деформации.

  Описанная процедура может быть применена к любой модели вязкоупругого/вязкопластического конститутивного эластомера с достаточной точностью прогнозирования механического поведения, если данные о параметрах этой модели имеются в базе данных каучуков. Кроме того, процедура может иметь множество целей, помимо равенства статического отклонения, таких как достижение требуемого гистерезиса и демпфирования, проводимости, тепловыделения и т. д.В принципе, все важные параметры резино-металлической пружины можно использовать для определения определяющих параметров резиновой смеси с помощью виртуального эксперимента для набора требований.

  Для полного пояснения вышеуказанной процедуры выбора состава, а также для ее проверки была проведена процедура для резинометаллической рессоры центрального болта локомотива SERBIA Cargo серии 441/444. Упомянутая пружина производится многими компаниями, такими как Trelleborg, Continental и т. д., а ее геометрия хорошо известна и определена производителем локомотивов ASEA из Швеции (теперь ABB).Изготовитель локомотива определил, что пружина должна иметь требуемый прогиб в осевом и радиальном направлениях, как указано в , который обобщает требования к резинометаллической пружине центрального болта локомотива серии 441/444. Приведенное требование относительно скорости сжатия было определено в соответствии с EN 13913:2008 [32], который определяет испытания резинометаллических пружин, используемых на железнодорожном транспорте.

  Таблица 2

  Требования к резинометаллической пружине центрального болта тепловоза серии 441/444.

  6

  Элемент	Курсы на локомотив	Нагружение нагрузки	Нагрузка, KN	Скорость сжатия, мм / мин	Обязательное отклонение ( S), MM
  Резиновый элемент центрального Болт	2	Axial	25	5	5	5	3	32 мм ± 10%
  		70388	85	85	1	0,6 мм ± 10%

  3.Материалы и эксперименты

  3.1. Испытания резиновых смесей

  Как уже объяснялось выше, необходимой предпосылкой для применения систематизированного процесса выбора резиновых смесей является формирование базы данных по резиновым смесям. База компаундов, из которых можно изготавливать резинометаллические пружины, сформирована на основании данных, полученных при механических испытаниях резиновых смесей.

  Резиновые смеси были изготовлены по заказу исследовательской группы компанией «Техническая резина TIGAR» (Пирот, Сербия).Основным критерием при выборе компаундов было использование каучуков, обычно применяемых для производства резинометаллических пружин, чтобы эластомеры из группы натурального каучука, изобутан-изопренового каучука (бутилкаучука) и акрилонитрил-бутадиенового каучука разной твердости выбрано. Основные данные о составе, предоставленные производителем «Техническая резина TIGAR» для всех составов, использованных в исследованиях, приведены в . Все соединения, используемые в исследовании, обозначены их торговыми названиями, которые представляют собой внутреннее обозначение производителя.В дополнение к компаундам, которые «Техническая резина TIGAR» уже использует при производстве резинометаллических пружин, указано требование сделать еще два компаунда на основе натурального каучука, твердость которых должна быть около 60 и 70 IRHD путем модификации компаунда с торговым назовите A-615 (твердость 65 IRHD) за счет уменьшения (A-615’–60 IRHD) или увеличения (A-615″–70 IRHD) содержания сажи. Механические характеристики выбранных составов приведены в Приложении А и также предоставляются производителем.Так как компаунды А-615’ и А-615″ не существуют в стандартной производственной программе компании, для них поставляется только значение твердости.

  Таблица 3

  Состав компаундов производства компании «ТИГАР техническая резина».

  Соединение. торговое наименование	резиновая матрица	сорт углерода черная частица, ASTM	Углеродный контент, PHR
  AC-502/4	Nitrile Rublic	N375	N375	20	Оксид цинка Сера стеарин Антиоксидант Сульфаниламиды Tiuram
  А-515	натуральный каучук	N375	10
  АС-609/3	нитрильный каучук	N375	20
  A-615	Натуральный резина	N375, N550	, N550	25, 10
  A-615 ‘	N375, N550	N375, N550	20, 10
  A-615 ″	натуральный каучук	N375	30
  B–712	бутилкаучук	N375	24	24
  A-715	Натуральный резиновый 97588	N375, N550	30, 15	30, 15
  A-815	N375, N550	N375, N550	45, 25

  Программа тестирования резины смесей определяется исходя из общих рекомендаций по испытаниям на сжатие.

  Все экспериментальные испытания проводились на универсальной испытательной машине Shimadzu AGS-10kNXD (Киото, Япония) между пластинами из закаленной стали. Спецификация экспериментального теста приведена в , который определяет количество образцов на соединение и его размер, условия окружающей среды и универсальные настройки испытательной машины. Влияние трения на результирующую силу и изменение формы образца уменьшали за счет достижения трибологических условий, позволяющих скольжению основания образца с минимальным сопротивлением по сжимающим стальным пластинам.

  Таблица 4

  Спецификация экспериментального одноосного сжатия образцов резины.

  9084 9088 90887

  Тестовые условия	Значение
  Размеры резинового образца	Ø35,7 ± 0,5 × 17,8 ± 0,5 мм
  Температура окружающей среды во время экспериментов	23 ± 2 ° C
  Максимальная сила сжатия	10 кН (в зависимости от эластомера в эксперименте)
  Максимальный Сток	9 мм
  3
  	автоматическое управление ходом машины на основе обратной связи датчика внутреннего перемещения

  Перед испытаниями образцы компаунда выдерживались при температуре окружающей среды не менее 24 ч.Образцы помещали между компрессионными пластинами, покрытыми тефлоновой фольгой, как показано на рис. Как на образец, так и на компрессионные пластины наносили слабый водный мыльный раствор. За счет нанесения тефлонового покрытия и смазывания покрытых пластин и образца достигается минимальное влияние трения на процесс испытаний. Образец сохраняет свою форму в сжатом состоянии, как показано на б.

  Образец резины в: ( a ) ненагруженном и ( b ) сжатом состоянии.

  Каждый образец подвергали пятикратному сжатию до максимальной деформации 9 мм при скорости сжатия 0.1 мм/с без регистрации механической реакции. При максимальной деформации образец выдерживали 60 с, после чего разгружали. По окончании кондиционирования образцы стабилизировали в течение 30 мин. После периода покоя все образцы были испытаны в соответствии с процедурой, описанной в , которая определяет процедуру испытаний для улавливания механического отклика соединений, необходимого для извлечения определяющих параметров модели. Во время испытания были получены данные о величине силы и прогиба, чтобы получить механический отклик образца.

  Таблица 5

  Процедура испытания образцов резины.

  Шаг	Процедура
  1	Из исходного положения нагружают со скоростью 0,1 мм/с до максимальной деформации (9 мм) и затем образец изгибают. с той же скоростью до полной разгрузки
  2	Из исходного положения нагружают со скоростью 1 мм/с до максимальной деформации (9 мм) и затем образец разгружают с той же скоростью до полной рельеф
  3	Из исходного положения нагружение производится со скоростью 0.1 мм/с до одной трети максимальной деформации (3 мм), при которой сохраняется в течение 20 с; нагрузку продолжают с той же скоростью до двух третей максимальной деформации (6 мм), где ее выдерживают в течение 20 с; нагрузку продолжают с той же скоростью до максимальной деформации (9 мм). Без выдержки с той же скоростью образец выгружается в обратном порядке

  3.2. Численное моделирование

  Численная модель была определена в соответствии с условиями испытаний резинометаллической пружины центрального болта, приведенными в .3D CAD-модель центрального болта была создана на основе имеющейся технической документации и реверс-инжиниринга с использованием 3D-сканирования. CAD-модель резинометаллической пружины переносится из программного обеспечения CAD в программное обеспечение ANSYS (Canonsburg, PA, USA) для моделирования методом конечных элементов. Были определены два статических структурных анализа, которые соответствуют осевому и радиальному сжатию центрального болта. Поскольку существует симметрия геометрии и нагрузки как в осевом, так и в радиальном направлении, только четверть модели использовалась для определения варианта осевой нагрузки, а половина модели использовалась для случая радиальной нагрузки.

  Данные о материалах цилиндрических стальных деталей были взяты из базы данных материалов ANSYS для конструкционной стали. Константы модели материала резиновой смеси (Bergström-Boyce) были определены как дискретные переменные, и для каждой резиновой смеси из базы данных составов была сформирована таблица значений параметров, применимая в соответствии с требованиями. Поскольку все соединения в базе данных удовлетворяют критерию применимости, все они были перенесены в программу ANSYS. Модель материала Бергстрема-Бойса доступна в ANSYS только через командный интерфейс, где переменные параметры материала были определены как аргументы, как показано в Приложении A-.Таким образом, был определен план виртуального эксперимента.

  Поскольку целью анализа является определение прогиба пружины, дискретизация модели была выполнена путем применения конечного элемента высшего порядка SOLID186 [33] с грубой сеткой. Такой подход значительно увеличивает скорость анализа, так как было доказано, что деформация быстро сходится к конечному значению моделирования с крупными сетками [25]. Если цель анализа состоит в том, чтобы найти требуемое значение проводимости или демпфирования, следует использовать затор более высокого качества.Для решения матрицы жесткости использовался метод полного интегрирования.

  показывает конечно-элементную модель с нагрузками и граничными условиями для случая осевой и радиальной нагрузки.

  Конечно-элементная модель и нагрузка и граничные условия для осевого ( a ) и радиального ( b ) вариантов нагружения.

  В рамках постобработки отклонение пружины в осевом и радиальном направлениях рассматривается как выходной параметр виртуального эксперимента.

  4. Результаты

  4.1. Результаты испытаний резиновых смесей

  На основании полученных диаграмм «сила–прогиб» в предположении несжимаемости образцов, т. е. постоянного объема в процессе испытания, были рассчитаны инженерные напряжения образцов. Экспериментально определенное механическое поведение для всех резиновых смесей было передано в программу MCalibration (Needham, MA, USA), где варианты нагрузки были скорректированы в соответствии с условиями, соответствующими экспериментальному испытанию (температура, кондиционирование и направление нагрузки).На основе экспериментальных данных были определены параметры конститутивной модели Бергстрема-Бойса в МС-калибровке методом подгонки кривой. Параметры модели определялись путем максимизации значения коэффициента детерминации R ² между предсказаниями модели и экспериментальными данными. Один из результатов аппроксимации кривой показан на , где для соединения B-712 дано сравнение между экспериментальными данными и предсказаниями модели.

  Результат подгонки кривой для соединения B-712 с конститутивной моделью Бергстрема-Бойса.

  Константы конститутивной модели, определенные с помощью процедуры подгонки кривой, приведенной ниже, показаны в соответствии с расширенными обозначениями модели Бергстрема-Бойса в ANSYS [33] и соответствуют реализации командного интерфейса конститутивной модели Бергстрема-Бойса, показанной в Приложении A-. BM, M2 / N arg5
  C
  C
  C M
  M
  M Arg8
  ξ Arg8
  1κ AC-502/4 628,866660388 22.857 2488599 1,196 × 10 -12 -0,880 2,207 0,074 9,573 × 10 -10 А-515 704728 70,305 832071 1,307 × 10 -13 -0,273 2,455 0,154 1,646 × 10 -9 АС-609/3 6020450 69,146 3188899 1.661 × 10 -11 -0,298 2,065 0,164 2,144 × 10 -9 А-615 763702 103,264 58342098 1,207 × 10 -10 -0,059 1,799 0,426 2,823 × 10 -9 А-615 ‘ 771 376 78,693 5376738 4,549 × 10 -12 -0 .268 2,113 0,138 2,369 × 10 -9 А-615 « 988747 92,686 8816937 6,123 × 10 -14 -0,233 2,405 0,164 1,281 × 10 -9 В-712 768197 64,268 18516061 5,473 × 10 -30 -0,826 5,035 1.34 × 10 -8 7,85 × 10 -10 А-715 1043490 91,080 136

  6,196 × 10 -13 -0,259 2,119 0,191 1,331 × 10 -9 А-815 1630510 88,641 193001838 1,392 × 10 -21 -0,060 3,706 0,389 2.721 × 10 ^-9

  Определенные определяющие параметры модели, показанные в, были сохранены в базе данных резиновой смеси для использования на более позднем этапе процедуры выбора смеси, т.е. численного моделирования.

  4.2. Результаты численного моделирования

  Результаты виртуального эксперимента, проведенного путем численного моделирования для случая осевой и радиальной нагрузки, показаны на . Прогиб пружин определялся в радиальном и осевом направлениях для всех резиновых смесей в базе данных.

  Таблица 7

  Результаты виртуального эксперимента, выполненного с осевой и радиальной нагрузкой.

  Торговое наименование соединения	Прогиб в осевом направлении, мм	Прогиб в радиальном направлении, мм
  AC-502/4	4.28	0.61
  A-515	3,81	0.59	0.59
  AC-609/3	4,51	0.63
  А-615	3,51	0,59
  А-615 ‘	3,52	0,58
  А-615 «	2,69	0,52
  В-712	2.42	0.48
  A-715	252	0.52	0.51	0.51
  A-815	1.32	0,44	0.44

  5. Обсуждение и процедуры Проверка

  От анализа в , можно заключить, что для конкретной формы резинометаллической пружины, используемой при проверке методики (паровозный центральный болт), осевой прогиб гораздо больше зависит от типа соединения, чем радиальный.Это можно объяснить тем, что в осевом направлении резина имеет достаточно места для изменения своей формы. В радиальном направлении резина заключена между металлическими цилиндрами, поэтому в данном случае геометрия больше влияет на прогиб, чем тип соединения.

  По результатам виртуального эксперимента, приведенного в , можно определить, что существуют две резиновые смеси, удовлетворяющие требованиям, приведенным в . Соединения А-615 и А-615′ имеют несколько большее отклонение в осевом направлении, чем требуется (3.2 мм), но с допустимым допуском 10%. Что касается радиального прогиба, то оба соединения имеют прогиб, очень близкий к требуемому. Из двух компаундов-кандидатов было принято решение изготовить прототип пружины из компаунда А-615, так как это известный компаунд с доказанной эффективностью и устойчивостью к разрушающим воздействиям в железнодорожной среде.

  Возможно, что ни одно из соединений, использованных в виртуальном эксперименте, не приведет к отклонению в осевом и радиальном направлениях в пределах допустимых допусков.Как уже отмечалось в описании методики, есть возможность определить новую резиновую смесь () путем анализа результатов виртуального эксперимента. Например, если пренебречь составами-кандидатами, резиновыми смесями с прогибом, наиболее близким к требуемому прогибу, будут A-515 и A-615″. Они находятся на противоположной стороне от требуемого прогиба пружины — компаунд А-515 слишком эластичен, а компаунд А-615″ слишком жесткий. Это компаунды с одним и тем же базовым эластомером (натуральный каучук) и с разной долей сажевого наполнителя, что определяет их жесткость.В той же группе базовых эластомеров, поскольку количество содержания наполнителя известно изготовителю компаунда, он мог из виртуального эксперимента определить зависимость прогиба от количества наполнителя. Тогда можно определить новую резиновую смесь в пределах той же группы базовых эластомеров с соответствующим содержанием наполнителя, что приведет к требуемому прогибу пружины.

  Если наблюдается, что, как и в этом конкретном случае, прогиб больше зависит от геометрии, чем от выбора резиновой смеси, лучше оптимизировать геометрию пружины, задав виртуальный эксперимент с параметризованными размерами пружины для известного резиновая смесь.

  Несколько прототипов пружин были изготовлены из смеси А-615 и испытаны на одноосной испытательной машине для проверки процедуры выбора резиновой смеси. показано испытание изготовленной резинометаллической пружины в радиальном направлении, когда пружина располагается в приспособлении, предназначенном для радиальных испытаний. Испытания проводились в соответствии со спецификацией испытаний, приведенной в .

  Экспериментальные испытания на радиальный прогиб пружины центрального болта, изготовленной из компаунда А-615.

  Результаты испытаний изготовленных опытных образцов приведены в . Можно сделать вывод, что прогиб изготовленной резинометаллической пружины находится в пределах требуемой спецификации. Имеется небольшое расхождение между результатами виртуального эксперимента для соединения А-615 и экспериментальными результатами. Отклонение находится в пределах 10%, что является очень хорошим совпадением между численным моделированием и экспериментальным тестированием в моделировании эластомера. Интересно, что осевой прогиб был предсказан больше, чем экспериментальный, а радиальный прогиб был занижен.

  Таблица 8

  Результаты испытаний резинометаллических элементов тепловоза 441/444 из компаунда А-615.

  6
  6

  Резинометричный элемент	Требуемые характеристики	Количество образцов	Измеренный прогиб на максимальной силе (мм)		Force F 1 4/ F 2 , KN	Жесткость, кН/мм
  Резиновый элемент центрального болта	Осевой прогиб F = 25 кН s = 3.2 мм ± 10%	2	2	3	3.37	3.45	5-25	5-25	6.152 5.614
  	F = 85 кН S = 0,6 мм ± 10%	1	0,64		20–80	30,020

  Результаты валидации показывают, что можно подобрать резиновую смесь с помощью виртуального эксперимента с заданной целью анализа (в данном случае требуемый прогиб пружины), где используются определяющие параметры модели как экспериментальные переменные.Представленная процедура является быстрой и вычислительно эффективной, так как результаты получаются в течение нескольких часов даже при большом количестве резиновых смесей, существующих в базе данных смесей. Хотя формирование базы данных соединений требует значительных усилий для проведения тестирования нескольких соединений и определения основных параметров модели, удобство использования процедуры в практической инженерии оправдывает затраченные усилия. Еще одним преимуществом предлагаемой процедуры является возможность использования любой доступной вязкоупругой/вязкопластической модели, что даже повысит точность процедуры при выборе соединения, если будут использоваться более продвинутые модели материалов (такие как Бергстрём-Бойк-Маллинз, трехсетевая модель и т. д.).). Однако упомянутые модели требуют реализации пользовательского материала (UMAT) в программном обеспечении конечных элементов, и их использование приводит к снижению производительности. Для компаундов, используемых для изготовления резинометаллических пружин, модель материала Бергстрема-Бойса имеет удовлетворительную точность в прогнозировании механического отклика, поэтому ее достаточно для представленной процедуры.

  6. Выводы

  В этом документе описана систематическая процедура выбора резиновой смеси на основе требуемого прогиба пружины, т.е.т. е. собственной частоты пружины, в отличие от классического процесса разработки резинометаллических пружин, в котором подбор резиновой смеси производился преимущественно на основе предыдущего опыта конструктора.

  Представленная процедура предполагает возможность выбора резиновой смеси путем определения определяющих параметров модели в качестве дискретных входных переменных в виртуальном эксперименте КЭ, направленном на получение требуемого прогиба пружины. Процедура основана на применении конститутивной модели Бергстрема-Бойса, точность предсказания механического отклика которой очень высока для компаундов, используемых для изготовления резинометаллических пружин.Основные параметры модели для виртуального эксперимента берутся из базы данных соединений, которая формируется путем извлечения основных параметров модели с помощью процедуры подбора кривой из механического отклика простого цилиндрического образца. Механический отклик фиксируется одноосным сжатием, которое намного проще выполнить, чем стандартные испытания на растяжение, необходимые для определения вязкоупругого механического отклика.

  Процедура была проверена на конкретном примере по выбору резиновой смеси для резино-металлической пружины центрального болта локомотива.Были протестированы девять различных резиновых смесей, предоставленных производителем резинометаллических пружин, и была сформирована предварительная база данных смесей с определяющими параметрами модели Бергстрема-Бойса. По методике, представленной в статье, был выбран состав для изготовления прототипа пружины. Изготовлен и испытан прототип пружины, при этом установлено, что прототип имеет требуемый осевой и радиальный прогиб, предсказанный по результатам численного виртуального эксперимента для выбранного соединения.

  Представленная методика является первым шагом на пути к единой методологии разработки резинометаллических пружин. Дальнейшие исследования должны быть направлены на увеличение количества резиновых смесей в базе данных, применение усовершенствованных моделей материалов с моделью повреждения и валидацию процедуры, когда выбор состава основан на других требованиях, таких как проводимость, демпфирование, тепловыделение, остаточная деформация. и т. д. Такой подход привел бы к полному прогнозированию работы пружины в условиях эксплуатации еще до фактического изготовления прототипа, что чрезвычайно важно для практической инженерии.

  Благодарности

  Автор выражает благодарность компании TIGAR за поддержку в изготовлении образцов резиновой смеси и прототипа резинометаллической пружины центрального болта.

  Приложение A

  Рисунок A1

  Реализация конститутивной модели Бергстрема–Бойса с помощью командного интерфейса программного обеспечения ANSYS.

  Таблица A1

  Механические свойства соединений, используемых в исследованиях.

  6

  имущество	Unit	AC-502/4		A-515	AC-515/3	A-615	A-615 ‘	A-615 «	B-712	A-715	A-715	A-815	Условия теста
  плотность	г / см 3	—	1.033	—	1,048	—	—	—	—	—	—	не стареет
  	Твердость IRHD	ISO 48-2	55	57	59	65	61	69	80	72	82	не стареет
  			55	57	60	66	—	—	—	71	84	после старения
  Модуль упругости 200	МПа	ISO 37	2.7	5,4	4,3	9,7	—	—	9	12,5	/	не стареет
  			3,0	6,0	4,7	10,1	—	—	—	13.1	/	/	после старения
  MOPA 300	MPA		49	10.4	79	17.3	—	—	—	20.4	/	не стареет
  			5,7	11,2	8,9	17,7	—	—	—	/	/	после старения
  Предел предел прочности	MPA		13.7	13.7	24.0 9.588	9.5	9.5	—	—	—	15.9	21.9	17.39	No Aging
  			12.8	20.4	10	20,7	—	—	—	18,7	18,8	после старения
  Растяжение (когда разорвана)	%		511	442	332	349	—	—	379	317	176	не стареющий
  			460	405	317	334	—	—	—	268	174	после старения
  Постоянная отверждение	%	ISO 815-1	5.8	9,6	5,8	9,6	—	—	12,1	9,6	9,6	не стареет
  			17,14	16,1	1,49	16,1	—	—	–	16	16	после старения

  Вклад авторов

  МБ определили процедуру выбора соединения и выполнили численное моделирование и подбор кривой.ЯВЛЯЮСЬ. подготовил первый вариант рукописи, выполнил весеннее CAD-моделирование и 3D-сканирование. Д.Дж. и М.Т. Проведены эксперименты с резиновыми смесями. Д.С. руководил проектом, выполнял процедуру валидации и участвовал в детальном редактировании рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

  Финансирование

  Исследование, представленное в этой статье, было поддержано Министерством образования, науки и технологического развития Республики Сербия.

  Конфликт интересов

  Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

  Литература

  1. Гент А.Н. Инжиниринг с использованием резины: как проектировать резиновые компоненты. Карл Хансер Верлаг ГмбХ Ко. КГ; Мюнхен, Германия: 2012. [Google Scholar]2. Шарма С. Критическое сравнение популярных моделей гиперэластичных материалов при разработке антивибрационных опор для автомобильной промышленности с помощью МКЭ. В: Басфилд Дж., Мур А., редакторы. Конститутивные модели для каучука III. КПР Пресс; Бока-Ратон, Флорида, США: 2003 г.стр. 161–168. [Google Академия]3. Боаст Д., Ковени В.А. Конечно-элементный анализ эластомеров. Профессиональное инженерное издательство; Лондон, Великобритания: 1999. [Google Scholar]4. Басфилд Дж., Мур А. Конституционные модели для каучука III: Материалы Третьей европейской конференции по конститутивным моделям для каучука, Лондон, Великобритания, 15–17 сентября 2003 г. CRC Press; Бока-Ратон, Флорида, США: 2003. [Google Scholar]5. Луо Р.К., Ву В.С. Анализ усталостного разрушения антивибрационной резиновой пружины. англ. Потерпеть поражение. Анальный. 2006; 13:110–116.doi: 10.1016/j.engfailanal.2004.10.012. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Ким Дж. Х., Чон Х. Ю. Исследование свойств материала и усталостной долговечности натурального каучука с различными углеродными сажами. Междунар. Дж. Усталость. 2005; 27: 263–272. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2004.07.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Зин А., Бенседдик Н., Абдельазиз М., Хосин Н., Буами Д. Прогнозирование усталостной долговечности резины при многоосевой нагрузке. Фракция усталости. англ. Матер. Структура 2006; 29: 267–278. doi: 10.1111/j.1460-2695.2005.00989.x.[Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Марс В.В., Фатеми А.А. Обзор литературы по подходам к анализу усталости резины. Междунар. Дж. Усталость. 2002; 24:949–961. doi: 10.1016/S0142-1123(02)00008-7. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Чжао Дж., Ли К., Шен С. Анализ методом конечных элементов и оптимизация конструкции для повышения усталостной долговечности резиновых опор. Дж. Макромоль. науч. Часть A Чистый Appl. хим. 2008; 45: 542–547. doi: 10.1080/10601320802100614. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Карлео Ф., Плагге Дж., Уир Р., Басфилд Дж., Клюппель М. Моделирование полностью зависящей от времени феноменологии наполненной резины для использования в антивибрационных конструкциях. Полимеры. 2020;12:841. doi: 10.3390/polym12040841. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]11. Томита Ю., Адзума К., Найто М. Вычислительная оценка деформационного поведения резины и резины, наполненной техническим углеродом, в зависимости от скорости деформации при монотонном и циклическом деформировании. Междунар. Дж. Мех. науч. 2008; 50: 856–868. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2007.09.010. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12.Чиамбелла Дж., Паолоне А., Видоли С. Сравнение нелинейных интегральных вязкоупругих моделей с помощью испытаний на сжатие наполненной резины. мех. Матер. 2010;42:932–944. doi: 10.1016/j.mechmat.2010.07.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Грасия Л.А., Лиарте Э., Пелегай Дж.Л., Кальво Б. Моделирование методом конечных элементов гистерезисного поведения промышленной резины. Приложение к конструированию резиновых деталей. Конечный Элем. Анальный. Дес. 2010; 46: 357–368. doi: 10.1016/j.finel.2009.12.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14.Пешек Л., Пуст Л., Шульц П. Моделирование термомеханического взаимодействия методом конечных элементов в предварительно прессованном резиновом блоке. англ. мех. 2007; 14:3–11. [Google Академия] 15. Джонсон А.Р., Чен Т.-К. Приближенный термовязкоупругий нагрев сильно деформированных твердых резиновых компонентов. вычисл. Методы Прил. мех. англ. 2005; 194:313–325. doi: 10.1016/j.cma.2004.03.014. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Луо Р.К., Ву В.С., Мортель В.Дж. Метод прогнозирования тепловыделения в резиновой пружине, используемой в железнодорожной отрасли. проц. Инст.мех. англ. Часть F J. Скоростной железнодорожный транспорт. 2005; 219: 239–244. doi: 10.1243/095440905X8862. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Банич М., Стаменкович Д., Милтенович В., Милошевич М., Милтенович А., Джекич П., Раков М. Прогноз тепловыделения в резине или резине-металле. Источники Терм. науч. 2012; 16 (Приложение 2): 527–539. [Google Академия] 18. Нголемасанго Ф.Э., Беннетт М., Кларк Дж. Прогноз деградации и срока службы компаунда опоры двигателя из натурального каучука. Дж. Заявл. Полим. науч. 2008; 110:348–355. doi: 10.1002/прил.28424. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Олссон А.К. Методы конечных элементов в моделировании динамических свойств резины. Лундский университет; Лунд, Швеция: 2007. [Google Scholar]20. Рамос Ф.М. Дипломная работа. Технический университет Лиссабона Паис; Лиссабон, Португалия: 2008 г. Анализ вибрации подвески двигателя. [Google Академия] 21. Укар Х., Басдоган И. Динамическая характеристика и моделирование резиновых амортизаторов: подробное тематическое исследование. J. Низкая частота. Шум Виб. Активный контроль. 2017; 37: 509–518.doi: 10.1177/1461348417725954. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Werke M. Kartläggning av Arbetsmethodik vid Construktion av Gummikocomponenter; Обзор методологии работы при проектировании резиновых компонентов. Шведский институт исследований в области технологии производства; Лулео, Швеция: 1999. Отчет об ЭКО 98008. [Google Scholar]24. Милтенович В. Элементы машин: проектирование, расчеты, применение. Факультет машиностроения Нишского университета; Ниш, Сербия: 2009 г. (на сербском языке) [Google Scholar]25. Банич М.Кандидат наук. Тезис. Факультет машиностроения Нишского университета; Ниш, Сербия: 2015. Методологический подход к разработке резинометаллических пружин. [Google Академия] 26. Бергстрём И.С. Кандидат наук. Тезис. Массачусетский Институт Технологий; Бостон, Массачусетс, США: 1999. Поведение эластомерных материалов во времени при больших деформациях. [Google Академия] 27. Бергстрем Дж. С., Бойс М. Поведение наполненных эластомеров во времени при больших деформациях. мех. Матер. 2000; 32: 627–644. doi: 10.1016/S0167-6636(00)00028-4. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28.Бергстрём И.С. Конституционное моделирование эластомеров — точность прогнозов и численная эффективность. [(по состоянию на 18 июня 2020 г.)]; Доступно в Интернете: http://www.polymerfem.com.29. Горейши М.Х.Р., Фирузбахт М., Надери Г. Определение параметров и экспериментальная проверка модели гистерезиса Бергстрема-Бойса для резиновых смесей, армированных смесями технического углерода. Матер. Дес. 2014; 53: 457–465. doi: 10.1016/j.matdes.2013.07.040. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Горейши М., Алимардани М., Меграбян Р., Гангали С. Моделирование сверхвязкоупругого поведения смеси протектора шины, армированной кремнеземом и техническим углеродом. Дж. Заявл. Полим. науч. 2013; 128:1725–1731. doi: 10.1002/app.38242. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 31. Корунович Н., Банич М., Трифунович М., Павлович А. Бергстрем-Бойс и гиперупругие модели резины в структурном анализе шин. Механ. англ. 2020 г.: 10.22190/FUME1002K. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. EN 13913. Применение на железных дорогах — Компоненты резиновой подвески — Механические детали на основе эластомеров.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2008 г. [Google Scholar]33. АНСИС 19.2. Руководство по теории. АНСИС; Канонсбург, Пенсильвания, США: 2019. [Google Scholar]

  Энтропия резиновой ленты | Кафедра химии

  Материалы

  Коробка с большими резинками

  Процедура

  Раздайте классу резинки. Попросите их растянуть резинку, а затем наденьте ее на верхнюю губу. Они почувствуют тепло. Ослабьте натяжение резинки и коснитесь ею верхней губы, резинка станет прохладнее.

  Обсуждение

  Изменение энтропии (растяжение и сжатие при постоянной T):

  При растяжении резинки выделяется тепло. Если мы медленно растягиваемся на воздухе при комнатной температуре, мы имеем обратимый изотермический процесс с q<0 (тепло теряется в окружающую среду). Тогда:

  \( \ce{$\Delta S_{stretch} = \frac{q_{rev}}{T} < 0$} \)

  в процессе растяжения. Так как энтропия является функцией состояния:

  \( \ce{$\Delta S_{contract} = \frac{q_{rev}}{T} > 0$} \)

  для обратного процесса медленного сокращения резиновой ленты.Резиновая лента имеет более низкую энтропию (более упорядочена) при растяжении. При натяжении молекулы в резиновой ленте выстраиваются в линию, и расположение становится намного более упорядоченным, что снижает энтропию. Критерием спонтанности для изолированной системы является \( \ce{\Delta S_{sys} > 0} \) . Предположим, система представляет собой резиновую ленту и воздух в большой комнате. Следовательно, если снять ограничение, удерживающее резинку в натянутом состоянии, она самопроизвольно сожмется с ∆S _sys , Contract > 0

  Изменение энтальпии (с источником тепла):

  В энтальпии есть еще один термин, похожий на «PV», а именно «-FD», где F — сила, а D — расстояние.Знак «-» здесь потому, что сила считается положительной (как и давление), но сила резиновой ленты направлена ​​в противоположном направлении по отношению к силе, действующей на поршень, втягивая, а не выталкивая. Таким образом:

  H=E + PV — FD è q + w + PV — FD Если нагреть резиновую ленту с прикрепленным к ней грузом, сила F будет постоянной, но лента сожмется. Работа w равна F∆D-P∆V, (член P∆V очень мал), и ∆H= q + F∆D-P∆V-(F∆D-P∆V) = q. Поскольку мы разогрели полосу, ∆H= q>0. Это можно сделать обратимо, так что:

  \( \ce{$\Delta S_{heat} = \frac{\Delta dq_{rev}}{T} > 0$} \)

  Это изменение энтропии в сторону большего беспорядка, возможно, не так удивительно, как в изотермическом случае сжатия, поскольку здесь она была нагрета до более высокой Т.

  LeChatelier : При нагревании резинка сжимается. Следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, растяжение резиновой ленты ДОЛЖНО повышать ее температуру, потому что, нагреваясь, она имеет тенденцию сжиматься, сопротивляясь напряжению растяжения.

  Ссылки

  Дополнение Брюса Робинсона, спасибо, Брюс!

  Вот моя попытка интерпретировать эксперимент с резинкой.

  Самый простой способ (на мой взгляд) — сосредоточиться на группе, так как ей разрешено расслабиться.Так что растяните ее и подержите там немного, затем дайте ей расслабиться (быстро) и почувствуйте, охладилась она или нагрелась, прикоснувшись лентой к верхней губе.

  Обсуждение энтальпийной пружины состоит в том, что когда она растягивается, нужно приложить усилия, чтобы растянуть ее, чтобы в нее была вложена энергия. Теперь, когда вы расслабите его, энергия должна выйти в виде тепла. (Работа по расслаблению резинки не выполняется).

  Таким образом, это предсказывает, что энергия должна находиться в резиновой ленте как потенциальная энергия (она экзотермична при релаксации), и поэтому резиновая лента должна быть более горячей, поскольку ей позволяют расслабиться.Если так должна работать пружина, а сравнение с реальной резинкой дало противоположный результат, возможно, наша логика ошибочна. Нам нужен способ полностью изменить изменение температуры.

  Теперь представьте, что резиновая лента состоит из пучка полимерных нитей (выглядящих как тарелка сваренных спагетти). При растяжении нити полимера должны быть более выровнены и выпрямлены в направлении растяжения. Когда вы его расслабляете, пряди расходятся во всех направлениях или становятся более беспорядочными.

  Таким образом, энтропия увеличивается (изменение энтропии положительно), когда резинка может расслабиться. Энтропия связана с теплотой как количество теплоты, переданной (обратимым образом) при постоянной температуре, деленное на температуру:

  \( \ce{$\Delta S = \frac{q_{rev}}{T} > 0$} \)

  При этом изменении энтропия увеличивается, что означает, что теплота положительна. Таким образом, если теплота системы (также известной как резиновая лента) положительна, тепло должно передаваться нитям полимера. Если тепло уходит на резинку, откуда оно берется? Тепло исходит из окружающей среды; так что тепло, попадающее в резинку, исходит от твоей губы, поэтому кажется, что она холодная.Недавно расслабившаяся резинка готова отвести тепло от комнаты, от вашей губы или от того, что даст тепло.

  Резюмируя: резиновая лента — это энтропийная машина.

  Механика материалов: деформация » Механика гибких конструкций

  ---

  Обобщенный закон Гука

  На прошлом уроке мы начали узнавать о том, как связаны стресс и напряжение – через закон Гука.Но до этого момента мы рассматривали только очень упрощенную версию закона Гука: мы говорили только о напряжении или напряжении в одном направлении. В этом уроке мы рассмотрим обобщенный закон Гука для однородных, изотропных и упругих материалов, на которые действуют силы более чем по одной оси.

  Прежде всего, даже простое вытягивание (или толкание) большинства материалов в одном направлении фактически вызывает деформацию во всех трех ортогональных направлениях .Вернемся к первой иллюстрации напряжения. На этот раз мы учтем тот факт, что вытягивание объекта в осевом направлении вызывает его сжатие в поперечном направлении в поперечном направлении:

  Таким образом, потянув за него в направлении x , он сожмется в направлениях y и z . Это свойство материала известно как коэффициент Пуассона и обозначается греческой буквой nu и определяется как:

  Или, более математически, используя осевую нагрузку, показанную на изображении выше, мы можем записать это как уравнение:

  Поскольку коэффициент Пуассона представляет собой отношение двух деформаций, а деформация безразмерна, коэффициент Пуассона также безразмерен. Коэффициент Пуассона является материальным свойством . Коэффициент Пуассона может варьироваться от -1 до 0,5. Для большинства инженерных материалов, например стали или алюминия, коэффициент Пуассона составляет около 0,3, а для каучуков коэффициент Пуассона составляет около 0,5, которые называются «несжимаемыми». Несжимаемость просто означает, что на любую величину, которую вы сожмете в одном направлении, она расширится на такую ​​же величину в других направлениях — следовательно, ее объем не изменится.

  В последнее десятилетие было проведено очень интересное исследование по созданию структурированных материалов , в которых используются геометрия и упругая нестабильность (тема, которую мы кратко рассмотрим в следующей лекции) для создания ауксетических материалов — материалов с отрицательным коэффициентом Пуассона.Физически это означает, что когда вы тянете материал в одном направлении, он расширяется во всех направлениях (и наоборот):

  Этот принцип можно применить и в 3D для создания расширяемых/складных оболочек:

  Благодаря коэффициенту Пуассона у нас теперь есть уравнение, связывающее деформацию в направлении y или z с деформацией в направлении z. Мы можем, в свою очередь, связать это обратно со стрессом с помощью закона Гука.Это важное замечание: натяжение объекта в одном направлении вызывает напряжение только в этом направлении , а вызывает напряжение во всех трех направлениях . Итак, sigma _y = sigma _z = 0. Выпишем деформации в направлениях y и z через напряжение в направлении x .

  Помните, до этого момента мы рассматривали только одноосную деформацию . В действительности конструкции могут быть одновременно нагружены в нескольких направлениях, вызывая напряжение в этих направлениях.Полезный способ понять это — представить очень крошечный «кубик» материала внутри объекта. Этот куб может иметь 90 752 напряжений 90 753, которые 90 752 перпендикулярны каждой поверхности 90 753, например:

  Таким образом, приложение нагрузки в направлении x вызывает нормальное напряжение в этом направлении, и то же самое верно для нормальных напряжений в направлениях y и z . И, как мы теперь знаем, напряжение в одном направлении вызывает напряжение во всех трех направлениях .Итак, теперь мы включим эту идею в закон Гука и запишем уравнения для деформации в каждом направлении как:

  Эти уравнения выглядят сложнее, чем они есть на самом деле: деформация в каждом направлении (или каждый компонент деформации) зависит от нормального напряжения в этом направлении, а коэффициент Пуассона умножается на деформацию в двух других направлениях. Теперь у нас есть уравнения того, как объект изменит форму в трех ортогональных направлениях. Ну, если объект меняет форму во всех трех направлениях, значит, он изменит свой объем на .Простую меру этого изменения объема можно найти, сложив три нормальных компонента деформации:

  Теперь, когда у нас есть уравнение для изменения объема, или расширение , в терминах нормальных деформаций, мы можем переписать его в терминах нормальных напряжений.

  Очень распространенный тип стресса, который вызывает дилатацию, известен как гидростатический стресс. Это просто давление, которое одинаково действует на весь материал. Поскольку он действует одинаково, это означает:

  Итак, в случае гидростатического давления мы можем сократить наше окончательное уравнение для расширения до следующего:

  Это окончательное соотношение важно, потому что оно определяет, как объем материала изменяется под действием гидростатического давления.Предварительный коэффициент для p можно переписать как объемный модуль материала , K .

  Наконец, вернемся к идее «несжимаемых» материалов. Что происходит с K — мерой того, как материал изменяет объем при заданном давлении, — если коэффициент Пуассона для материала равен 0,5?

  Закон Гука при сдвиге

  В предыдущем разделе мы разработали отношения между нормальным напряжением и нормальной деформацией.Теперь нам нужно поговорить о сдвиге. Вернемся к этому воображаемому кубу материала. В дополнение к внешним силам, вызывающим напряжения, перпендикулярные каждой поверхности куба, силы могут вызывать напряжения, параллельные каждой грани куба. А, как известно, параллельные поперечному сечению напряжения равны касательных напряжений

  Теперь этот куб материала выглядит намного сложнее, но на самом деле это не так уж и плохо. На каждой поверхности есть два напряжения сдвига, и нижние индексы говорят вам, в каком направлении они указывают и какой поверхности они параллельны.Например, возьмем правую грань куба. Напряжения, перпендикулярные этой поверхности, являются нормальными напряжениями в направлении x . Есть два напряжения, параллельных этой поверхности, одно указывает в направлении y (обозначается тау _xy ), а другое указывает в направлении z (обозначается тау _xz ). Чтобы куб находился в равновесии, тау _{х у} = тау _{у х} (иначе куб вращался бы). Следовательно, теперь имеется шесть напряжений (сигма _x , сигма, сигма, тау _xy, тау _yz, тау _xz ), которые характеризуют напряженное состояние в однородном, изотропном, упругом материале.

  Итак, как эти напряжения сдвига связаны с деформациями сдвига? Закон Гука при сдвиге очень похож на уравнение, которое мы видели для нормального напряжения и деформации:

  В этом уравнении пропорция между напряжением сдвига и деформацией сдвига известна как модуль сдвига материала. Это уравнение в его общей форме, но мы можем переписать его более явно в терминах компонентов x, y и z . Это даст нам обобщенный закон Гука для однородных изотропных эластичных материалов.

  В нашем обобщенном законе Гука у нас есть шесть компонентов напряжения и деформации и три свойства материала. Возникает естественный вопрос: как эти три свойства материала соотносятся друг с другом? Это отношение задается следующим уравнением:

  Резюме

  В этой лекции мы ввели понятие деформации. Деформация – это деформация материала от напряжения. Это просто отношение изменения длины к первоначальной длине.Деформации, прикладываемые перпендикулярно поперечному сечению, представляют собой нормальные деформации , а деформации, прикладываемые параллельно поперечному сечению, представляют собой деформации сдвига . Для линейных эластичных материалов напряжение линейно связано с деформацией по закону Гука. Пропорциональность этого отношения известна как модуль упругости материала . Используя закон Гука, мы можем записать простое уравнение, которое описывает, как материал деформируется под действием внешней нагрузки.

  Кроме того, в этом разделе мы узнали о многоосевой нагрузке .В частности, мы узнали, что напряжение в одном направлении вызывает деформацию в трех направлениях . Это происходит из-за свойства материала, известного как коэффициент Пуассона — отношение между поперечной и осевой деформациями. Деформации, происходящие в трех ортогональных направлениях, могут дать нам меру расширения материала  в ответ на многоосную нагрузку. В частности, объем материала обычно может изменяться в ответ на изменения внешнего давления или гидростатического напряжения .Это привело к определению устойчивости материалов к изменению объема под действием гидростатического напряжения – модуль объемного сжатия . Исследуя воображаемый кубический элемент в произвольном материале, мы смогли представить напряжения, возникающие перпендикулярно и параллельно каждой грани куба. Это дало нам шесть напряжений и шесть деформаций (три нормальных и три сдвиговых), которые мы связали друг с другом, используя обобщенный закон Гука  для однородных , изотропных и упругих Эти компоненты многоосного напряжения и деформации связаны тремя свойствами материала: модулем упругости Юнга , модулем сдвига и коэффициентом Пуассона .

  Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 1454153. Любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения Национального Научный фонд.

  эластомер | химическое соединение | Британика

  Узнайте, как исследователи создали синтетический материал, эластомеры, которые могут менять цвет и текстуру при определенном изменении напряжения, как у головоногих. В эластомерах эти изменения происходят при электрической стимуляции.

  © Массачусетский технологический институт (партнер-издатель Britannica) Посмотреть все видео к этой статье

  эластомер , любой эластичный материал, состоящий из длинных цепочечных молекул или полимеров, которые способны восстанавливать свою первоначальную форму после сильного растяжения. степени — отсюда и название эластомер , от «эластичный полимер».«В нормальных условиях длинные молекулы, составляющие эластомерный материал, скручены неравномерно. Однако при приложении силы молекулы выпрямляются в том направлении, в котором их тянут. После высвобождения молекулы спонтанно возвращаются к своему нормальному компактному беспорядочному расположению.

  Эластомер с самой длинной историей использования – это полиизопрен, полимерный компонент натурального каучука, который производится из млечного латекса различных деревьев, чаще всего каучукового дерева Hevea .Натуральный каучук по-прежнему является важным промышленным полимером, но теперь он конкурирует с рядом синтетических материалов, таких как стирол-бутадиеновый каучук и бутадиеновый каучук, которые получают из побочных продуктов нефти и природного газа. В данной статье рассматриваются состав, структура и свойства как природных, так и синтетических эластомеров. Описание их производства и переработки в полезные продукты см. в Каучук. Полное объяснение материалов, из которых изготавливаются эластомеры, см. в разделе «Химия промышленных полимеров».

  Молекула полимера состоит из нескольких тысяч химических повторяющихся звеньев или мономеров, связанных между собой ковалентными связями. Совокупность связанных звеньев часто называют «цепью», а атомы, между которыми происходит химическая связь, составляют «основу» цепи. В большинстве случаев полимеры состоят из углеродных остовов, то есть цепочек атомов углерода (С), связанных между собой одинарными (С—С) или двойными (С=С) связями. Теоретически углеродные цепи очень гибкие, потому что вращение вокруг одинарных углерод-углеродных связей позволяет молекулам принимать множество различных конфигураций.Однако на практике многие полимеры довольно жесткие и негибкие. Молекулы полистирола (ПС) и полиметилметакрилата (ПММА), например, состоят из относительно объемных звеньев, так что при комнатной температуре их свободному движению препятствует сильное скопление. На самом деле молекулы ПС и ПММА вообще не двигаются при комнатной температуре: говорят, что они находятся в стеклообразном состоянии, в котором случайное, «аморфное» расположение их молекул застыло на месте. Все полимеры становятся стекловидными ниже характерной температуры стеклования ( T _g ), которая колеблется от -125 ° C (-195 ° F) для чрезвычайно гибкой молекулы, такой как полидиметилсилоксан (силиконовый каучук). до чрезвычайно высоких температур для жестких, объемных молекул.Как для PS, так и для PMMA T _g составляет примерно 100 °C (212 °F).

  Молекулы некоторых других полимеров настолько хорошо подходят друг к другу, что имеют тенденцию собираться в упорядоченную кристаллическую структуру. В полиэтилене высокой плотности, например, длинные последовательности звеньев этилена, из которых состоит полимер, самопроизвольно кристаллизуются при температурах ниже примерно 130 °C (265 °F), так что при нормальных температурах полиэтилен представляет собой частично кристаллический твердый пластик.Полипропилен — еще один «полукристаллический» материал: его кристаллиты или закристаллизованные области не плавятся до тех пор, пока их не нагреют примерно до 175 °C (350 °F).

  Таким образом, не все полимеры обладают необходимой внутренней гибкостью, чтобы быть растяжимыми и высокоэластичными. Чтобы обладать этими свойствами, полимеры должны иметь небольшие внутренние препятствия для хаотического движения своих мономерных субъединиц (другими словами, они не должны быть стекловидными) и не должны самопроизвольно кристаллизоваться (по крайней мере, при нормальных температурах).Освобождаясь от растяжения, они должны иметь возможность спонтанно возвращаться в неупорядоченное состояние за счет случайных движений своих повторяющихся звеньев в результате вращения вокруг углерод-углеродной связи. Полимеры, способные на это, называются эластомерами. Все остальные называются пластмассами или смолами; свойства и применение этих материалов подробно описаны отдельно в статье пластмассы (термопластичные и термореактивные смолы).

  Четыре распространенных эластомера: цис -полиизопрен (натуральный каучук, NR), цис -полибутадиен (бутадиеновый каучук, BR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR) и этилен-пропиленовый мономер (EPM).SBR представляет собой смешанный полимер или сополимер, состоящий из двух разных мономерных звеньев, стирола и бутадиена, расположенных случайным образом вдоль молекулярной цепи. (Структура SBR показана на рисунке.) EPM также состоит из случайного расположения двух мономеров — в данном случае этилена и пропилена. В SBR и EPM плотной упаковке и кристалличности мономерных звеньев препятствует их неравномерное расположение вдоль каждой молекулы. В обычных полимерах NR и BR кристалличность предотвращается довольно низкими температурами плавления кристаллов, составляющими около 25 и 5 ° C (приблизительно 75 и 40 ° F) соответственно.Кроме того, температуры стеклования всех этих полимеров довольно низкие, намного ниже комнатной температуры, так что все они мягкие, очень гибкие и эластичные. Основные коммерческие эластомеры перечислены в таблице, в которой также указаны некоторые из их важных свойств и областей применения.

  Свойства и применение коммерчески важных эластомеров

  тип полимера	температура стеклования (°C)	температура плавления (°С)	термостойкость*	маслостойкость*	сопротивление изгибу*	типичные продукты и области применения
  *E = отлично, G = хорошо, F = удовлетворительно, P = плохо.
  полиизопрен (натуральный каучук, изопреновый каучук)	−70	25	п	п	Е	шины, пружины, обувь, клеи
  стирол-бутадиеновый сополимер (стирол-бутадиеновый каучук)	−60		п	п	г	протекторы шин, клеи, ремни
  полибутадиен (бутадиеновый каучук)	−100	5	п	п	Ф	протекторы шин, обувь, конвейерные ленты
  акрилонитрил-бутадиеновый сополимер (нитриловый каучук)	от −50 до −25		г	г	Ф	прокладки топливных шлангов, ролики
  изобутилен-изопреновый сополимер (бутилкаучук)	−70	−5	Ф	п	Ф	покрышки, оконные рейки
  этилен-пропиленовый мономер (EPM), этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)	−55		Ф	п	Ф	гибкие уплотнения, электрическая изоляция
  полихлоропрен (неопрен)	−50	25	г	г	г	шланги, ремни, пружины, прокладки
  полисульфид (тиокол)	−50		Ф	Е	Ф	уплотнения, прокладки, ракетное топливо
  полидиметилсилоксан (силикон)	−125	−50	г	Ф	Ф	уплотнения, прокладки, хирургические имплантаты
  фторэластомер	−10		Е	Е	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
  полиакрилатный эластомер	от -15 до -40		г	г	Ф	шланги, ремни, уплотнения, ткани с покрытием
  полиэтилен (хлорированный, хлорсульфированный)	−70		г	г	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
  стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-бутадиен-стирол (SBS) блок-сополимер	−60		п	п	Ф	автомобильные детали, обувь, клеи
  Смесь EPDM-полипропилен	−50		Ф	п	Ф	обувь, гибкие чехлы

  Оптические свойства каучука

  Представленный здесь общий обзор показывает, что хотя ряд оптических свойств каучука был исследован, измерения большинства из них носили более или менее предварительный или исследовательский характер и часто направлены на какое-то непосредственное практическое применение.По-видимому, существуют широкие возможности для расширенных систематических исследований оптических свойств ради них самих. Результаты, которых можно ожидать от такого исследования, могут привести к двум направлениям, каждое из которых очень предварительно проиллюстрировано примерами, приведенными в настоящей статье. Одно направление — это более фундаментальные знания о составе каучука, особенно когда оптические методы используются в сочетании с другими типами измерений. Уже упомянутой иллюстрацией является использование молекулярной рефракции для подтверждения существования звена C ₅ H ₈ , содержащего одну двойную связь, в качестве единичной группы в каучуке.Такую работу вполне можно было бы расширить в качестве помощи в выяснении строения вулканизированного каучука. Другой иллюстрацией является использование инфракрасных спектров или спектров комбинационного рассеяния для определения типов химических связей, присутствующих в каучуке. Другое направление, в котором может вести изучение оптических свойств каучука, — это прямое решение практических задач без учета теоретического значения измерений. Таким образом можно решать проблемы контроля или анализа, поскольку оптические методы обычно требуют лишь небольшого количества материала и часто легко адаптируются для быстрых и точных измерений.Такие приложения уже были проиллюстрированы в предварительной форме с использованием показателя преломления для определения количества связанной или растворенной серы. Решение практических задач оптическими методами иллюстрируется также применением фотоупругого метода для анализа напряжений в резине. Оптические измерения в прошлом в большинстве случаев ограничивались образцами, имеющими достаточно высокое светопропускание. В связи с этим в работу включены только невулканизированные каучуки и вулканизированные компаунды типа «чистая каучук».Используя очень тонкие срезы или применяя методы, основанные на отражении света, а не на его пропускании, можно распространить измерения на многие практические резиновые смеси, которые кажутся непрозрачными, но в действительности представляют собой дисперсии частицы наполнителя в матрице из прозрачной резины.

  Резиновые гусеницы John Deere

  %PDF-1.5 % 2 0 объект > эндообъект 4 0 объект > ручей FalseПриложения программного обеспечения DALiMрезина, гусеницы, резиновые гусеницы, детали, John Deere, компактный гусеничный погрузчик, CTL, брошюра, технические характеристики2020-11-02T16:09:24Z2020-11-02T11:09:24-05:00Приложения программного обеспечения DALiM2021-06-16T10: 20:37-05:00application/pdf

• Резиновые гусеницы John Deere
• Джон Дир
Брошюра
• Резиновые гусеницы
UUID: 7071e595-8768-c9f5-5317-d221ffffbfdadefaultuuid: 216bd4e8-Aada-e44f-b0b9-4f4a3e5c71f1uuid: 7071e595-8768-c9f5-5317-d221ffffbfdauuid: 216bd4e8-Aada-e44f-b0b9-4f4a3e5c71f1uuid: e9330e92-3a71-4786-bc25- 6a6a7aadeafbdefault1uuid:2b6d80d0-9a6f-4082-80ee-980b9465c7b9False конечный поток эндообъект 30 0 объект > ручей xXn}-q»{+)^09 dKwΗGw>>~z9{ ν͂o?]waC

,oGwϖg{ {?.

No related posts.