Download - (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#$
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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'! ??@@⋅⋅++
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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#&%!
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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$
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
5/34
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
7/34
Mehanizam prijanjanja
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)
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
8/34
Mehanizam prijanjanja
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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$< 7azee7 sloja .neumatika
, tem.eratura .neumatika i .odlo7e, itd4
Faktori koji de5ini/u karakter zavisnosti .rijanjanja od klizanja
:o6lik krive ϕ
? ϕ:s
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
12/34
Klizanje točka - 0e
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
13/34
Klizanje točka - 0e
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
14/34
Klizanje točka
R#L!T%VNO KL%&!N# #L#'#N!T! KONT!KTN# POVRI%N#
O6ja/njenje;
Kontaktna .ovr/ina mo3e .roklizavati kao 9elina ili mo3e doi do .roklizavanjasamo .ojedinih njenih delova4
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
15/34
Klizanje točka
ako u.ro/en .rikaz de5orma9ije radijalnih se7menata kao uzroka.ojave de5orma9iono7 klizanja
Slo6odan to1ak Po7onski to1ak
U7ao izme8u radijalnih
se7menata je stalan
Smanjenje u7la izme8u
radijalnih se7menata -tan7en9ijalno sa6ijanje
Kontinualna .romenade5orma9ije du3kontaktne zone
Poveanje u7la izme8uradijalnih se7menata -tan7en9ijalno istezanje
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
16/34
Klizanje elemenata kontaktne povr5ine#o$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<
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
17/34
Klizanje elemenata kontaktne povr5ine
G*#FOR'!B%ONO KL%&!N#
G
PROKL%&!V!N#
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
20/34
$eza tangen=ijalne sile i klizanja
&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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
21/34
$eza tangen=ijalne sile i klizanja
*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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
22/34
$eza tangen=ijalne sile i klizanja
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
23/34
$eza tangen=ijalne sile i klizanja
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
24/34
$eza tangen=ijalne sile i klizanja
U ta1ki klizanje iznosi G002 translatorna 6rzina .o7onsko7 to1ka odnosnoo6imna 6rzina ko1eno7 to1ka jednaka je nuli2 sila R ima vrednost manju odmaksimalne4
RR ? R'!
K
G
R ? Rs
ϕs
Kontaktna zona.roklizava kao 9elina4
0 s≈G0CG
s
s?G00
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
25/34
'avisnost koe
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
26/34
Prijanjanje na razli1itim vrstama .odlo7e
%zvor; +allento,itz
ϕ
Suv 6eton
Suv as5alt
Vla3an 6eton
Uta6ani sne7
Poledi9a
s :<Na vla3nim .odlo7ama .rijanjanje sa .orastom klizanja o.adamno7o 6r3e ne7o na suvim4
→ primer: ro /ran$ovi" !0 rad1 video snima$
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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$ravi"
0 0 0 0 Q0 G00
004kN
0
POVE9ANJE TE:INE VOZI;A UTIČE NAS
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
29/34
Prijanjanje - uti9aj .ritiska u .neumatiku
Prema; Ho, to ma$e your car handle
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
30/34
Prijanjanje na ledu - uti9aj tem.erature
ϕ'!
%zvor; Reimpell
T :°B<
≈ 0°B → ".odmazivanje$ leda te1nom 5azom
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
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
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
32/34
!kva.laniranje
ω*
?
<v
ω.
?
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
33/34
-
8/18/2019 (242748167) p09 Dv Prijanjanje i Klizanje
34/34
!kva.laniranje
ϕ'!
%zvor; Reimpell
Uti9aj 6rzine i de6ljine vodeno7 5ilma