Способ проектирования съемного протектора для пневматической шины и съемный протектор для пневматической шины, полученный в соответствии с этим способом

1. Способ проектирования съемного протектора для пневматической шины, характеризующейся заданными параметрами, включающий выбор конструкции проектируемого изделия, построения ее модели с использованием компьютерных средств и базы данных, выбор, по меньшей мере, одной целевой функции и ограничений на входные и выходные переменные, численного решения задачи оптимизации целевой функции путем поиска ее экстремального значения и определения оптимальных значений геометрических параметров деталей проектируемого изделия и материалов для его изготовления, отличающийся тем, что на этапе численного решения задачи оптимизации в качестве одной из целевых функций выбирают отсутствие схода протектора с поверхности шины в процессе движения при компьютерном моделировании движения шины с протектором в различных режимах, и после определения оптимальных значений геометрических параметров деталей протектора и параметров упруго-деформационных и прочностных свойств резин и армирующих материалов, выбранных для его изготовления, осуществляют проверку возможности достижения найденных в ходе решения задачи оптимизации значений параметров путем компьютерного моделирования технологических процессов изготовления деталей протектора и его сборки и расчета зависимостей «состав - свойства» резин и при отрицательном результате проверки осуществляют корректировку выбранных значений целевых функций и ограничений, после чего повторяют вычисления по оптимизации параметров до получения положительных результатов на этапе проверки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно проводят расчет оптимальных значений параметров технологических процессов изготовления деталей протектора, включая процессы изготовления профилированных заготовок, сборки и вулканизации, путем численного решения с использованием компьютерных средств задачи оптимизации для каждого из процессов и определения оптимальных составов резин, а также создают проект протекторного кольца с найденными оптимальными значениями параметров, включающий, по меньшей мере, 3D компьютерную модель, 2D чертежи деталей протектора и технологической оснастки, а также описания технологических процессов его изготовления.
н
с
н
н
н
н
с
с
н
н
с
3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве целевых функций выбирают рассчитанную величину отношения К сил натяжения в нитях армирующего материала съемного протектора к силам натяжения в нитях армирующего материала шины в области ее беговой дорожки, а также рассчитанную величину отношения К площади зон проскальзывания между внутренней поверхностью протектора и прилегающей к ней внешней поверхностью шины к общей площади контакта при моделировании движения шины с протектором, причем К ограничивают пределами К1<К<К2, а К<К1, где значения К1, К2 и К1 определяются областью применения шины и съемного протектора при выполнении условий правил безопасной эксплуатации шин.
4. Съемный протектор для пневматической шины, представляющий собой кольцеобразную оболочку, имеющую рисунок протектора на наружной поверхности и приспособленную для фиксации на беговой дорожке пневматической шины, содержащую, по меньшей мере, четыре слоя, выполненные из материалов, различающихся по своей структуре и упруго-деформационным свойствам, причем нижняя поверхность внутреннего, взаимодействующего с поверхностью шины слоя, имеет криволинейную форму, а ее радиус по центральному продольному сечению кольцевой оболочки не превышает максимального радиуса наружной поверхности шины, отличающийся тем, что параметры, характеризующие внутреннюю структуру слоев протектора и его размеры, определены путем построения компьютерной модели протектора и численного решения задачи оптимизации целевых функций, в качестве одной из которых выбрано отсутствие схода протектора с поверхности шины в процессе движения при компьютерном моделировании движения шины с протектором в различных режимах.
5. Съемный протектор по п.4, отличающийся тем, что его внутренний слой выполнен из эластичной резины с коэффициентом трения по протекторной резине шины не менее 0,7 и коэффициентом упругости не превышающим коэффициента упругости резины протектора шины, последующие второй и третий слои образуют брекер, выполнены из армирующего материала с перекрестным направлением нитей в смежных слоях, образующим с окружным направлением шины угол ±α < 90° соответственно.
6. Съемный протектор, по любому из пп.4 или 5, отличающийся тем, что внутренний слой имеет толщину не менее 1 мм, при этом криволинейная форма его нижней поверхности аппроксимирована по меньшей мере тремя радиусами R1, R2, R3, величина которых убывает от центра поперечного сечения кольца протектора к его периферии в соотношении, по меньшей мере, 1:0,9:0,8.