(242748167) p09 dv prijanjanje i klizanje

8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje

1/34

FTN Novi Sad

Katedra za motore i vozila

Teorija kretanja drumskih vozilaPrijanjanje i klizanje

Uslov kotrljanja točka

FT > 0 ⇒ USLOV KOTRL!N!

"TR#N#$ → PR%!N!N# %&'#(U TO)K! % PO*LO+#

, Kulonovo trenje - u.ro/en matemati1ki model2 va3i za kruta tela tj4nede5orma6ilne materijale

, Ne va3i za 7umu, +uma → "PR%!N!N#$


2/34

Prijanjanje

'era kontakta izme8u .neumatika i .odlo7e u horizontalnom .rav9u2.od dejstvom kontaktno7 .ritiska :to1ak; vertikalno o.tereenje< ⇒

'era mo7unosti za realiza9iju tan7en9ijalne reak9ije izme8u.neumatika i .odlo7e ⇒'era su.rotstavljanja .roklizavanju to1ka

Analogija sa Kulonovim trenjem:

FT = FT'! ⇒ N#'! PROKL%&!V!N!

!ktivno dejstvo

FFT'!T'! ??@@⋅⋅++


3/34

Prijanjanje - terminologija

Lat4 "!*A!#S%O$ - .rijanjanje2 .rivla1nost

"!*A#&%!$

zna1enje u izu1avanju vozila zna1enje u 5izi9i

"PR%!N!N#$ - '#R!KONT!KT! PN#U'!T%K! %

PO*LO+# UT!N+#NB%!LNO' PR!VBU

"'OL#KUL!RN! !*A#&%!$ -S%L! PR%VL!)#N! 'OL#KUL!

R!&L%)%T%A '!T#R%!L!→

#*N! O* KO'PON#N!T!"PR%!N!N!$

PR%!N!NPR%!N!N## ⇔⇔ !*A#&%! !*A#&%!


4/34

Mehanizam prijanjanja gume*) *) materijal

ŠTAŠTA P!"P!"##A$AA$A K%&'A("K%&'A(" UM"UM" P+P+ P+,%+'&P+,%+'&

'ehanizmi koji se su.rotstavljaju relativnom klizanju 7umeno7se7menta u odnosu na .odlo7u

'ikroneravnine .uta

7uma v

.ut

molekularna

adhezija

de5orma9ija

:"histerezis$


5/34


6/34

Mehanizam prijanjanja

1/ komponenta: histerezisSile .ri nailasku na neravninu su z6o7 unutra/nje7 trenja vee ne7o.ri silasku sa neravnine - rezultujua reak9ija .odlo7e je usmerenasu.rotno od smera relativno7 klizanja

*olazi do de5orma9ije i "zaklinjavanja$ - su.rotstavljanjeunutra/nje7 trenja u materijalu :7umi< de5orma9ijama

FA ? ΣFAi

Uku.na sila histerezisa jednaka je sumi .ojedina1nih dejstava

na svim mikroneravninama .odlo7e u kontaktu sa 7umom

%zvor; P. Haney: The Racing & High-Performance Tire


7/34


P!&A(A(" 2 M+% "KU%A!(A A,3"'& A 4 3&T"!"'&

Dominantna na suvoj podlozi Dominantna na vlanoj podlozi

, Molekularna a0hezija raste sa pa0om povr5inskog pritiska tj/ sapove6anjem povr5ine

, 3isterezis opa0a sa pa0om povr5inskog pritiska

P!&A(A("P!&A(A(" "" 7+%"7+%" KA,AKA,A ":":

,, uvauva po0logapo0loga →→ $"8A$"8A P+$!Š&(AP+$!Š&(A 95iri95iri pneumatik)pneumatik)

,, $la;na$la;na po0logapo0loga →→ $"8&$"8& P+$P+$!!Š&(K&Š&(K& P!&T&AKP!&T&AK 9u;i9u;i pneumatik)pneumatik)


8/34


Klju1ni .arametri .rijanjanja 7ume na tvrdoj .odlozi;

, Sastav sme/e u 7azeem sloju

, Relativna 6rzina klizanja

, Vertikalno o.tereenje i ras.odela kontaktno7 .ritiska, Tem.eratura

, Odnos dezena 7azee7 sloja i mikrorelje5a .odlo7e


9/34

Koe ϕ

+T - vertikalno o.tereenje to1ka

ϕϕ ==RR

>>

++TT

> > K+"?&@&"(TK+"?&@&"(T P!&A(A(AP!&A(A(A

R - stvarna tan7en9ijalna reak9ija

ϕϕ - - .romenljiva.romenljiva veli1ina2veli1ina2 zavisnazavisna odod 6rojnih6rojnih 5aktora5aktora

RR ?? ϕϕ⋅⋅++TT - - trenutnatrenutna vrednostvrednost

RR'!'! ?? ϕϕ'!'!⋅⋅++TT - - maksimalnamaksimalna mo7uamo7ua vrednostvrednost

→ R!&L%K# %&'#(U ϕ %μ


10/34

Koe ϕ

'T

ϕϕ ==RR

>>

++TT

> > K+"?&@&"(TK+"?&@&"(T P!&A(A(AP!&A(A(A

R ? FO C F5T - stvarna tan7en9ijalna reak9ijaFO ? 'T D r * - "o6imna sila$

, F5T ima .ri6li3no konstantnu vrednost i relativno je mala u odnosu na

R'!, Razmatranje .rijanjanja je o6i1no od interesa za vu1ne sile 6liske

maksimalno ostvarljivim⇒ U .raksi se radi .ojednostavljenja o6i1no usvaja; ϕ =

FO

+T


11/34

Koe ϕ

Na .rijanjanje uti1u;, klizanje to1ka :s< OSNOVN% UT%B!N% F!KTOR U *%N!'%B% VO&%L!

, vertikalno o.tereenje to1ka

, 6rzina

, kontaktni .ritisak i nje7ova ras.odela, vrsta i stanje .odlo7e2 .risustvo vla7e i .rimesa

, konstruktivne karakteristike .neumatika

, sme/a - materijal i dezen :"/ara$< 7azee7 sloja .neumatika

, tem.eratura .neumatika i .odlo7e, itd4

Faktori koji de5ini/u karakter zavisnosti .rijanjanja od klizanja

:o6lik krive ϕ

? ϕ:s


12/34

Klizanje točka - 0e


13/34

Klizanje točka - 0e


14/34

Klizanje točka

R#L!T%VNO KL%&!N# #L#'#N!T! KONT!KTN# POVRI%N#

O6ja/njenje;

Kontaktna .ovr/ina mo3e .roklizavati kao 9elina ili mo3e doi do .roklizavanjasamo .ojedinih njenih delova4


15/34

Klizanje točka

ako u.ro/en .rikaz de5orma9ije radijalnih se7menata kao uzroka.ojave de5orma9iono7 klizanja

Slo6odan to1ak Po7onski to1ak

U7ao izme8u radijalnih

se7menata je stalan

Smanjenje u7la izme8u

radijalnih se7menata -tan7en9ijalno sa6ijanje

Kontinualna .romenade5orma9ije du3kontaktne zone

Poveanje u7la izme8uradijalnih se7menata -tan7en9ijalno istezanje


16/34

Klizanje elemenata kontaktne povr5ine#o$alno: %

T'() ϕ'( ⋅* Ras.odela

kontaktno7 .ritiska o7rani1avalokalnu tan7en9ijlanu silu

Stvarni zakon ras.odele elementarnihtan7en9ijalnih sila

GLinearni .orast de5orma9ijese7menata2 nema .roklizavanja2

G se7menti kontaktne .ovr/inemiruju u odnosu na .odlo7u

Smanjivanje de5orma9ije usled dejstva elasti1ne sile - .roklizavanje

se7menata .o kontaktnoj .ovr/iniusled 7u6itka .rijanjanja :.adkontaktno7 .ritiska<


17/34

Klizanje elemenata kontaktne povr5ine

G*#FOR'!B%ONO KL%&!N#

G

PROKL%&!V!N#


18/34

Mehanizam realiza=ije oimne sile na točku

, Svako sao./tavanje .o7onsko7 ili ko1no7 momenta to1ku :dakle .ojavao6imne odn4 ko1ne sile< uzrokuje klizanjeE

, Kada se to1ku sao./tava .o7onski moment2 nje7ova translatorna 6rzinav je manja od r *ω⋅

T:7rani1ni slu1aj; v?02 r

*ω⋅

T>0<

, Kada se to1ku sao./tava ko1ni moment2 nje7ova translatorna 6rzina v jevea od r *ω⋅

T:7rani1ni slu1aj; v>02 r

*ω⋅

T?0<

"+M"T!&KA &(T"!P!"TA@&A 'A K!UT& T+#AK

KO)#N% PO+ONSK%

v ? vs H r *ω⋅ T v v v ? r *⋅ωT C vs

s =

v− r * ⋅ Tv

vs vs

vs ? v C r * ω⋅ T C 6rzina klizanja

s =

r * ⋅ T − v r *

⋅

T


19/34

$eza tangen=ijalne sile i klizanja

Sao./tavanje .o7onsko7 ili ko1no7 momenta to1ku uzrokuje .ojavuklizanja i us.ostavljanje tan7en9ijalne reak9ije R4

OPIT% OML%KFUNKB%# N!

TVR*%'

PO*LO+!'!

→ o6ja/njenje

RR ? R'!

K

Gs

R ? Rs

0s≈G0CG

s

s?G00

ϕ


20/34


&avisnost izme8u sile i klizanja je u .o1etku :za manje vrednosti sile<.ri6li3no linearna → deo dija7rama od ta1ke 0 do ta1ke G4

RR ? R'!

K

G

R ? Rs

ϕs

Klizanje je .rete3node5orma9iono4

0 s≈G0CG

s

s?G00


21/34


*alji .orast momenta odnosno tan74 sile dovodi do ne.ro.or9ionalno7.orasta klizanja2 tj4 tok sile u 5unk9iji klizanja .ostaje de7resivan → deodija7rama od ta1ke G do ta1ke 4

RR ? R'!

K

G

R ? Rs

ϕs

%ntenzivira se.roklizavanje4:→ dovodi do .ada.rijanjanja< 0 s≈G0CG

s

s?G00


22/34


U ta1ki tan7en9ijalna sila dosti3e maksimalnu vrednost4 Uslovi.rijanjanja izme8u 7ume i .odlo7e o.timalno iskori/eni2 dalje .oveanjereak9ije nije mo7ue4 Na tvrdim .odlo7ama ovo se de/ava kada klizanjeiznosi .ri6li3no G0CG4

RR ? R'!

K

G

R

? Rs

ϕs

Kontaktna zona je na7rani9i .ot.uno7.roklizavanja4 0 s≈G0CG

s

s?G00


23/34


Ukoliko se .oku/a dalje .oveanje momenta2 doi e do .oveanja u7aone6rzine i .orasta klizanja2 usled 1e7a se lokalno .rijanjanje izme8u 7azee7sloja i .odlo7e smanjuje i rezultujua sila o.ada→ deo dija7rama od ta1ke dota1ke 4

RR ? R'!

K

G

R

? Rs

ϕs

Kontaktna zona.roklizava kao 9elina4

0 s≈G0CG

s

s?G00


24/34


U ta1ki klizanje iznosi G002 translatorna 6rzina .o7onsko7 to1ka odnosnoo6imna 6rzina ko1eno7 to1ka jednaka je nuli2 sila R ima vrednost manju odmaksimalne4

RR ? R'!

K

G

R ? Rs

ϕs

Kontaktna zona.roklizava kao 9elina4

0 s≈G0CG

s

s?G00


25/34

'avisnost koe


26/34

Prijanjanje na razli1itim vrstama .odlo7e

%zvor; +allento,itz

ϕ

Suv 6eton

Suv as5alt

Vla3an 6eton

Uta6ani sne7

Poledi9a

s :<Na vla3nim .odlo7ama .rijanjanje sa .orastom klizanja o.adamno7o 6r3e ne7o na suvim4

→ primer: ro /ran$ovi" !0 rad1 video snima$


27/34

Prijanjanje na razli1itim vrstama .odlo7e

%zvor; Reimpell

U slu1aju ko1enja na de5orma6ilnim .odlo7ama mo3e doi doizvesno7 .orasta .rijanjanja sa klizanjem2 z6o7 de5orma9iono7 radana 5ormiranju .re.reke is.red to1ka i njenom daljem .otiskivanju4


28/34

Prijanjanje - uti9aj 6rzine i te3ineG40

04Q

04

04S

04K

ϕ[−]

. neum a tikGG400K0DF

G

KSQS

s [%]

ZAVISNOST PRIJANJANJA OD POČETNEBRZINE PRI KOČENJU- opadanje prijanjanja sa porastom r!ine "o!i#a$naro%ito pri "e&im r!inama- pri manjim r!inama 'retanja$ prijanjanje ()(n'*iji '#i!anja ima ma#i pad !a s+,-.. /01- 'od r!ina manji2 od 34, 5'm627 8+*onst

%zvor; 2. uzi$ravi"

0 0 0 0 Q0 G00

004kN

0

POVE9ANJE TE:INE VOZI;A UTIČE NAS


29/34

Prijanjanje - uti9aj .ritiska u .neumatiku

Prema; Ho, to ma$e your car handle


30/34

Prijanjanje na ledu - uti9aj tem.erature

ϕ'!

%zvor; Reimpell

T :°B<

≈ 0°B → ".odmazivanje$ leda te1nom 5azom


31/34

!kva.laniranje

!kva.laniranje .redstavlja 7u6itak kontakta izme8u .neumatika i vla3ne .odlo7eusled 5ormiranja hidrodinami1ko7 klina izme8u njih

U tom slu1aju 7azei sloj .neumatika kree se .o .ovr/ini vodene .odlo7e2 uhorizontalnom .rav9u sile su isklju1ivo viskozne ⇒ .rakti1no .ot.uni 7u6itak.rijanjanja


32/34

!kva.laniranje

ω*

?

<v

ω.

?


33/34


34/34

!kva.laniranje

ϕ'!

%zvor; Reimpell

Uti9aj 6rzine i de6ljine vodeno7 5ilma

(242748167) p09 dv prijanjanje i klizanje

Documents