محاسبه ميزان مقاومت غلطشي تاير با استفاده از نتايج تحليل برهم كنش استاتيكي آن با جاده

Numerical Computation of Rolling Resistance Based on the Result of Tire/Road Static Contact Analysis

طبق بررسي هاي صورت گرفته از ميان پديده هاي مختلفي چون اصطكاك، مقاومت آيروديناميكي هوا و ساير افت هاي مكانيكي، مقاومت غلطشي ناشي از خاصيت ويسكو الاستيسيته لاستيك، عامل مهمي است كه 33-10 %كل اتلاف انرژي در وسايل نقليه را به خود اختصاص مي دهد. بدين جهت تحليل و شناخت اثرات مربوط به اين افت نقش بسزايي در كاهش مقاومت در برابر حركت وسيله نقليه و در نتيجه كاهش مصرف انرژي دارد. بيشتر مراجع و مقالات منتشر شده در اين زمينه مقاومت غلطشي را كسري از انرژي كرنشي ذخيره شده در تاير مي دانند كه به علت پديده هيستريتيس در هر دور گردش تاير به هدر مي رود. در تحليل حاضر، با استفاده از نتايج تحليل سه بعدي برهم كنش استاتيكي تاير و سطح صلب جاده، نخست نحوه تغييرات زماني تنش-كرنش در مقاطع مختلف تاير مشخص گرديده است و سپس با استفاده از يك برنامه كامپيوتري در محيط نرم افزار متلب مقادير تنشها و كرنشهاي اصلي حاصل از شش مولفه تانسورهاي تنش و كرنش جهت محاسبه افت هيستريتيك و در نتيجه مقاومت غلطشي تاير به كار مي روند. نتايج حاصل از تحليل حاضر در مقايسه با مطالعات عددي و تجربي صورت گرفته در اين زمينه دقت قابل توجهي نشان مي دهند

Among various dissipating mechanisms, the viscoelastic effect of rubber material on creation of rolling resistance is responsible for 10-33% dissipation of supplied power at the tire/road interaction surface. So, evaluating this kind of loss is very essential in any analysis concerned with improving the fuel consumption of vehicles and resultantly energy savage. Hysteretic loss is a fraction of stored strain energy of tire which is dissipated during the rotational motion. In all related references and published articles, the hysteretic loss per revolution of tire is commonly considered as the rolling resistance. However, a reasonable approximation of stresses and strains time histories is very crucial for evaluating the amount of hysteretic loss. Based on the results of 3D static contact analysis, an efficient in-house program coded in Matlab is used for estimating the time variation of stress-strain cycles at different points of a rolling tire. Half the difference between maximum and minimum principal values of six stress and strain components can be used for evaluating the hysteretic loss during one revolution of a rolling tire. The results closely match the related experimental and numerical investigations.