Моделирование трехмерного напряженно-деформированного состояния и состояния пространственной повреждаемости системы асфальтобетон / шина с учетом контактного взаимодействия ее элементов : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель С. С. Щербаков

Abstract

Объектом исследования является многокомпонентная трибофатическая система «асфальтобетон / шина». Цель настоящей работы: создание методики численно-аналитического расчета трехмерной повреждаемости в условиях контактного взаимодействия многоэлементных тел, применимой для системы «асфальтобетон / шина» при различных значениях внутреннего давления в шине и радиальной нагрузки, действующей на диск в условиях контактного взаимодействия с трением протектора шины и асфальтобетона. Также цели работы - определение и анализ с помощью компьютерного конечно-элементного моделирования трехмерного напряженно-деформированного состояния и состояния объемной повреждаемости рассматриваемой системы. Основные методы исследований: трибофатики, механики деформируемого твердого тела, а также вычислительные. При выполнении использовались: - модель деформируемого твердого тела с опасным объемом; - пакет компьютерного конечно-элементного моделирования ANSYS Workbench; - компьютерная модель грузовой шины радиуса 22,5 дюйма; - разработанный алгоритм в Wolfram Mathematica для обработки данных, полученных в ANSYS Workbench. В итоге создана методика численно-аналитического расчета трехмерной повреждаемости в условиях контактного взаимодействия многоэлементных тел, применимой для системы «асфальтобетон / шина»; проведено компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния многоэлементной системы «асфальтобетон / шина» при различных значениях радиальной нагрузки на диск и внутреннего давления в шине; рассчитано контактное взаимодействие между шиной и асфальтобетоном; определены зависимости напряжений от радиальной нагрузки и внутреннего давления в зоне контакта шины и асфальтобетонного покрытия; определены величины опасных объемов и интегральной повреждаемости в шине и асфальтобетонном покрытии в окрестности их контактного взаимодействия при различных соотношения нагрузок. Данные могут быть применены для дальнейшей оценки объемной повреждаемости, износа протектора шины и асфальтобетонного покрытия, предназначены для предприятий дорожно-строительного комплекса, а также для предприятий, которые занимаются проектированием и производством автомобильных шин.