Структурное проектирование и материаловедение анализа распорки балки

В качестве основного компонента бортовой системы шины,проставка для бортаИграет ключевую роль в герметизации, механической нагрузке и передаче напряжений. Конструкция шины и выбор материала напрямую влияют на её долговечность, безопасность и эксплуатационные характеристики. В данной статье представлен углубленный анализ по трём аспектам: принципы конструкции, применение материаловедения и ключевые аспекты технологического процесса.

1. Проектирование конструкций: двойная задача: жесткая поддержка и оптимизация герметизации

Клиновидная уплотнительная конструкция

Theнакладка на шинуИмеет клиновидное поперечное сечение и образует на поверхности контакта с ободом колеса полосовую уплотнительную зону шириной менее 5 мм (Байду Байке, 2007). Такая конструкция создает радиальное давление за счет упругой деформации после накачивания, создавая натяг между перегородкой и ободом колеса, что обеспечивает герметичность (скорость утечки <0,5 кПа/24 ч).

Конструкция с полостью для снижения веса

Чтобы сбалансировать требования к жёсткости и лёгкости, современные перегородки часто используют полые конструкции с толщиной боковых стенок от 3 до 6 мм, а места для установки магнитных носителей формируются внутри с помощью приваренных гаек (Байду Байке, 2018). Полая конструкция позволяет снизить вес на 30% при сохранении прочности на разрыв ≥ 515 МПа (стандарт нержавеющей стали 304).

Проектирование динамического перехода напряжений

Композитная конструкция состоит из перегородки, бортового кольца и треугольной резиновой полосы. Динамическая нагрузка распределяется через несколько слоёв ткани (например, пропитанной нейлоном 6 плотностью 930 дтекс/2), что предотвращает расслоение или разрушение, вызванные концентрацией напряжений в области борта (Байду Байке, 2023).

2. Материаловедение: синергетические эффекты высокоэффективных сплавов и покрытий

Корпус из аустенитной нержавеющей стали (нержавеющая сталь 304)

Механические свойства: предел текучести ≥ 205 МПа, относительное удлинение ≥ 40%, высокая прочность и коррозионная стойкость.

Преимущества процесса: подходит для аргонодуговой сварки (сварочная проволока ERNiCr-3), прочность шва на 25% выше по сравнению с традиционной сваркой (Байду Байке, 2018).

Функциональное поверхностное покрытие

Износостойкое покрытие: покрытие Туалет-10Co4Cr может повысить износостойкость горнодобывающей промышленности.пластины для шинв три раза, подходит для условий работы инженерной техники.

Самосмазывающееся покрытие: снижает потери на трение о обод колеса на 15% и продлевает срок службы (патент CN205202582U).

Защита окружающей среды и легкие тенденции

В настоящее время проводятся испытания композитных материалов с сотовой структурой (например, систем на основе углеродного волокна и смолы), которые могут дополнительно снизить вес на 40%, однако их стоимость относительно высока и в настоящее время они доступны только для моделей высокого класса (Тихий океан Автомобильная промышленность, 2025).

3. Производственный процесс: контроль точности и технология сварки.

Технология позиционирования разделительного бурения

Использование пятикоординатного обрабатывающего центра для обеспечения точности сборки (плоскостность ± 0,05 мм) и калибровка лазерного обнаружения в режиме реального времени позволяют избежать нарушения герметичности, вызванного допусками.

Основные параметры аргонодуговой сварки

Диаметр сварочной проволоки 1,2 мм, ток 90-110 А, расход аргона 8-10 л/мин (антиокислительный).

После сварки необходимо провести рентгеновский контроль (стандарт ИСО 5817, класс B), чтобы убедиться в отсутствии пористости и дефектов непровара в сварном шве.

Меры по предотвращению отказов

Сульфидная коррозия под напряжением: повышение коррозионной стойкости сварных швов путем обработки на твердый раствор.

Смещение сборки: оптимизируйте материал установочных штифтов (например, цементируемую сталь) для уменьшения износа.

4. Направление будущего развития

Адаптивная перегородка, изготовленная с помощью 4D-печати: автоматически меняет форму в зависимости от изменений температуры/давления, улучшая адаптивность герметизации.

Графеновый армирующий материал: ожидается, что к 2030 году его стоимость снизится на 50%, что одновременно позволит повысить прочность и теплопроводность.

Заключение

Разработка Шина Тарелка представляет собой глубокую интеграцию материаловедения, структурной механики и производственных процессов. С развитием тенденций в области лёгкости и интеллектуальности, её технологическое развитие продолжит расширять границы возможностей шин. Отрасли необходимо и дальше изучать пути индустриализации недорогих и высокопроизводительных материалов для удовлетворения потребностей развивающихся рынков, таких как рынок транспортных средств на новых источниках энергии.