Гистерезисные потери при качении
Мы видели, что эффекты Рейнольдса и Хизкоута вносят лишь малый вклад в наблюдаемое сопротивление качению. Основная часть этого сопротивления объясняется таким образом гистерезисными потерями.
Однако при этом возникает серьезная трудность, связанная с тем, что гистерезисные потери при качении должны значительно превышать аналогичные потери при простом нагрузочпо-разгрузочиом цикле. Рассмотрим это более подробно.
При чистом растяжении резинового образца каждый его элемент подвергается однотипной деформации, каждый квадрат становится прямоугольником. Аналогичным образом при чистом срезе каждый квадрат превращается в параллелепипед.
При этих условиях потери на гистерезис составляют часть энергии, затраченной на деформацию.
При качении, однако, возникает иная ситуация.
Рассмотрим, например, цилиндр, катящийся по резиновому образцу.
В несдеформированной части образца имеется квадрат А. При качении цилиндра назад элемент А примет форму В. При этом большая часть деформации произойдет в результате сдвига по плоскости, параллельной направлению скольжения. При дальнейшем движении цилиндра рассматриваемый нами элемент оказывается под зоной контакта и подвергается сжатию.
Между В и С упругая энергия элемента, по-видимому, меняется незначительно, однако происходит поворот его на 45° в направлении сдвига. Гринвуд (1958 г.) предположил, что между В и С могут быть гистерезисные потери, несмотря на то, что содержание энергии постоянно.
Так как коэффициент Пуассона резины примерно равен 0,5, то она практически несжимаема. Поэтому мы можем игнорировать гидростатическое давление и ограничиться только напряжениями сдвига.
