¿Cuál es la rigidez en las curvas de un neumático y cómo podemos calcularlo?

Permítame darle una idea muy básica de esta respuesta y para una mayor elaboración, puede referirse a “Thomas Gillespie”

La rigidez en las curvas de un neumático es su capacidad para resistir la deformación en la forma de un neumático mientras el vehículo gira. Cuanto más flexible es el neumático, menos rígido es. Cuando un vehículo se mueve a alta velocidad, la fuerza lateral que actúa sobre los neumáticos aumenta la posibilidad de que el vehículo entre en una situación crítica. Durante las curvas, cuando el neumático debe desarrollar una fuerza lateral, el neumático también experimentará un deslizamiento lateral a medida que rueda.

El ángulo entre la dirección de rumbo y la dirección de desplazamiento se conoce como ángulo de deslizamiento α.

Figura 1: relación funcional básica de la fuerza lateral y el ángulo de deslizamiento

La fuerza lateral, denotada por Fy, se llama fuerza de curva cuando el ángulo de inclinación es igual a cero. Con una carga de neumático dada, la fuerza en las curvas aumenta con un ángulo de deslizamiento.

A valores de ángulos de deslizamiento bajos (menos de 8º), esta relación es lineal, por lo tanto, la fuerza de curva se define como:

Cα es la rigidez en las curvas del neumático.

  • La rigidez en las curvas depende de muchas variables: el tamaño y el tipo de neumático (construcción radial o diagonal), el número de capas, los ángulos del cordón, el ancho del neumático y la banda de rodadura son factores importantes.
  • Para un neumático dado, la carga y la presión de inflado son los principales factores que afectan la rigidez en las curvas.
  • La velocidad no influye fuertemente en las fuerzas de giro producidas por un neumático.

Figura 2: rigidez en las curvas versus carga vertical

Figura 3: rigidez en las curvas para diferentes tipos de neumáticos

Figura 4: Rigidez en las curvas versus presión de inflación

He recopilado esta respuesta de los documentos disponibles en Internet para aliviar la complejidad con representación gráfica y poner imágenes de fórmulas.

La velocidad del neumático puede tener un componente normal al plano del neumático, debido al hecho de que el neumático puede deformarse y rotar. El ángulo de deslizamiento es la relación de los componentes lateral a longitudinal de la velocidad del neumático. Debido a este deslizamiento, el deslizamiento lateral y la elasticidad del neumático y la fricción del neumático y el suelo, habrá fuerza lateral en la dirección opuesta al componente lateral de la velocidad. La velocidad lateral y la fuerza lateral se producen durante las curvas del neumático. La rigidez en las curvas se define como la relación de cambio es la fuerza lateral al cambio en el ángulo de deslizamiento lateral.

El módulo de Young de caucho para neumáticos para una pequeña deformación es de 0.01 – 0.1 GPa (Giga pascales). Para el caucho duro, la resistencia máxima a la tracción es de 39 MPa (megapascales). Entonces, el módulo de la cría se usa para determinar cuánto puede soportar el caucho y deformarse o no. La máxima resistencia a la tracción es la cantidad de material que puede tomar antes de romperse.

Por lo general, se prueba con una máquina de prueba universal: máquina de prueba universal

Física:
Estrés o Presión = Fuerza / Área (pascales)

E (Módulo de Young) = Estrés / tensión

Cepa = Cambio en longitud / longitud original

Cepa = dL / L (Medido con máquina de prueba universal)

Utiliza la fuerza medida desde la Máquina y el Área del material que está probando para determinar la Elasticidad.

Fuente: Estudiante de Ingeniería