Detailergebnis zu DOK-Nr. 67125
Einfederung und Charakteristik der Reifenaufstandsfläche eines Wide-Base-Reifens auf der Fahrbahn (Orig. engl.: Deflection and contact characteristics of a wide-base tyre on the pavement)
| Autoren |
Y. Liu M. Su M. Hou |
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| Sachgebiete |
14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen) |
Road & Transport Research 22 (2013) Nr. 1, S. 14-25, 15 B, 2 T, 12 Q
Das von der Fahrzeugindustrie verfolgte Ziel einer Steigerung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Lastkraftwagen hat zu einer zunehmenden Verwendung von Wide-Base-Reifen geführt, verbunden mit höheren Reifendrücken und einer Erhöhung der Nutzlasten. Um zukünftig die damit verbundenen Veränderungen der Fahrbahnbelastung realistisch in mechanischen Modellansätzen berücksichtigen zu können, wurde mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein Reifenmodell erstellt und untersucht, um die Reifeneinfederung sowie die Charakteristik der Reifenaufstandsfläche eines Wide-Base-Reifens unter statischer Last auf einer Betondecke zu ermitteln. Dabei wurde besonderer Wert auf die nichtlinearen Materialeigenschaften sowie die Geometrie- und Kontaktprobleme gelegt. Die Berechnungsergebnisse wurden verglichen mit Messwerten aus Experimenten der Firma Michelin, die mit unterschiedlichen Lasten und Reifendrücken ausgeführt worden waren. Die Vergleiche zeigen, dass die ermittelten Reifeneinfederungen und Reifen-Fahrbahn-Kontaktflächen für verschiedene Lasten und Reifendrücke von dem FEM-Modell zutreffend berechnet wurden. Insbesondere die für diesen Reifentyp nahezu lineare Beziehung zwischen Reifeneinfederung und Last wird von den FEM-Berechnungen sehr gut wiedergegeben. Nahezu lineare Formeln für die Kontaktflächengröße, die mittlere Kontaktspannung und die statische Last konnten für den untersuchten Reifentyp und die angesetzten Reifendrücke abgeleitet werden. Sowohl Reifeneinfederung als auch Kontaktflächengröße sind umgekehrt proportional zum Reifendruck unter konstanten Lastbedingungen. Die Verteilung der Kontaktspannungen über die Reifen-Fahrbahn-Kontaktfläche ist ungleichförmig und abhängig vom Reifendruck und den Lastbedingungen. Fahrbahnschäden wären zu erwarten, sofern ein zu hoher Reifendruck eingestellt wird, da sich dann die Kontaktspannungen entlang der Reifenmittellinie konzentrieren.