مدل سازی رفتار اصطکاکی منسوج ضد سرش تایر

امروزه با افزایش کاربرد سیستم های الکترونیک در خودروها و با توجه به این مطلب که بهبود عملکرد و ایمنی خودرو در کنار هم قرار دارند، کارکرد بهینه این تجهیزات بسیار حائز اهمیت می باشد. برای سال های متمادی کاربرد زنجیر چرخ های فلزی بر روی تایر خودرو جهت جلوگیری از لغزش در شرایط نامطلوب جاده ای متداول بود اما با همه گیر شدن ترمزهای الکترونیک نظیر abs صدمات ناشی از به کارگیری این تجهیزات قابل پذیرش نبوده است. زنجیر چرخ های فلزی عملاً کارایی ترمز abs را مختل می نمایند و در عین حال به سیستم تعلیق خودرو، تایر و همچنین در صورت تماس با آسفالت به جاده نیز آسیب وارد می نمایند. در نتیجه این شرایط فضا جهت ایجاد جایگزینی برای این تجهیزات جانبی خودرو فراهم گشت. یکی از روش هایی که اخیراً مورد توجه واقع شده است استفاده از ساختار پارچه ای بر روی تایر به عنوان روکش ضد لغزش می باشد. این روکش ها به دلیل عدم نیاز به جک برای نصب آن ها و در نتیجه راحتی نصب به سرعت در حال گسترش یافتن هستند. ساختار منسوج به کار رفته برای این منظور باید شرایط ویژه ای را دارا باشد. وضعیتی که پارچه تحت آن قرار خواهد گرفت همزمان اعمال تنش های کششی، برشی و سایشی و همچنین تنش حرارتی ناشی از سایش می باشد. پارچه باید دارای استحکام کافی جهت دستیابی به هدف مورد نظر آن را برای تحمل این تنش ها دارا باشد زیرا در صورت پارگی منسوج، تایر عملاً با سطح جاده تماس پیدا می نماید و عملکرد روکش مختل خواهد شد. از موارد مهم دیگر در ارتباط با این نوع منسوجات قابلیت حمل و نقل و سبکی آن هاست که در نتیجه کاربرد الیافی نظیر پلی پروپیلن در آن می تواند مفید محسوب شود؛ در عین حال باید توجه داشت که استفاده از الیاف pp به تنهایی به دلیل قرار گرفتن روکش تحت تنش های حرارتی و از نقطه نظر منسوج دمای ذوب پایین پلی پروپیلن می تواند مشکل ساز باشد. در این مطالعه جهت ارائه و پیشنهاد منسوجی با ویژگی های بهینه به منظور کاربرد آن به عنوان روکش ضد لغزش تایر خودرو، نمونه های مختلفی از پارچه تحت بررسی قرار گرفتند. نمونه ها شامل ساختارهایی از الیاف پلی پروپیلن و پلی استر استحکام بالا، پارچه از الیاف پلی پروپیلن، پارچه از الیاف نایلون استحکام بالا، پارچه تافته از الیاف پلی استر و پارچه حجیم حلقوی تاری از الیاف پلی استر بوده اند. خصوصیات این نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و از جهت استحکام و ویژگی های سطحی مورد آزمایش واقع شدند. پارچه ها از جهت خصوصیات بافت بررسی شده و در نهایت همه آن ها مورد آزمایش استحکام کششی قرار گرفتند. جهت بررسی ویژگی های اصطکاکی منسوجات ضریب اصطکاک آن ها تحت شرایط استاندارد اصطکاک پارچه با پارچه مورد آزمایش واقع گردید. با توجه به شرایط کاری ویژه تعریف شده برای این منسوجات آزمایش های اصطکاک دیگری بین پارچه با آسفالت، پارچه با برف و پارچه با یخ صورت گرفت و ضریب اصطکاک ایستایی و جنبشی برای هر یک از این حالات تعیین گردید. در ادامه روکشی از این ساختارها تهیه گشته و بر روی تایر با اندازه 165/65r13 نصب شده و برای تمام نمونه ها با ایجاد شرایط مشابه آزمایش ترمز خودرو بر روی وسیله نقلیه ای که یکی از تایرهای محور محرک آن با روکش ضد لغزش پارچه ای پوشیده شده بود به صورت بصری مورد آزمایش واقع شدند. در ادامه با استفاده از روش اجزاء محدود مدلی نرم افزاری با استفاده از abaqus 6.11 ایجاد گردید تا شرایط حرکت تایر پوشیده شده با روکش ضد لغزش پارچه ای بر روی سطوح مختلف شبیه سازی گردد. به این منظور و با توجه به انواع نمونه های موجود در این مطالعه 108 حالت مختلف برای مدل در نظر گرفته شد. این حالات شامل تغییر سطوح تماس (جاده)، سرعت خطی و زاویه ای تایر و همچنین ضریب لغزش طولی تایر بوده اند. در نهایت مقایسه ای بین نتایج آزمایشات و مشاهدات بصری با مدل سازی انجام شده صورت گرفت و رفتار منسوجات مختلف تحت شرایط مربوط به کاربرد آن ها تحت عنوان روکش ضد سرش پارچه ای تایر خودرو مورد بحث واقع گردید.