1.5形变微单元分析
把轮胎、滚筒接触区沿轮胎周缘方向想象排列着有限多个形变微单元(图3)。这些形变微单元,受到离开轮胎胎冠的拉力和位于车轮中心后侧、向上的挤压力双重作用。相邻形变微单元之间会有胎冠裂纹发生的倾向。
从车轮外缘与滚筒接触的情况来看,a~b为正常段,b~c为拉伸渐长段,c~d为压缩段,d~e为恢复正常段。轮缘在b~c段被拉长,极有可能出现上述形变微单元间裂纹,或使原来已有的裂纹加深。c~d段为压缩段,备点处出现最大应力集中点。“轮胎胎冠剥伤”现象,应该在此处初始形成“撕裂纹”但还不至于剥落,但到d点后,滚筒的切向力作用线已经从指向轮胎内部转而指向轮胎外部,如果裂纹处胎冠与帘布层间结合强度不够,就会在轮胎胎面上产生“剥伤”。
1.6滚筒的粘砂与网格
新粘砂层的金刚砂峰角尖锐,对轮胎嵌入效应强,附着系数明显高于旧粘砂层。网格粘砂层结构使得印痕区面积 “缩水”,压强又有所增加。同时,网格状粘砂层的小沟槽使得粘砂层表面附着物易于脱落,在一定程度上有利于滚筒的自洁。压强增大和自洁作用是此种表面结构附着系数略高于其他的主因。研究发现,“轮胎剥伤”现象出现的几率与粘砂层具有相关性,新粘砂层出现几率高于旧粘砂层,有网格的粘砂表面出现几率高于无网格粘砂表面。
综上所述,接触印痕区窄、滚筒与轮胎之间接触压强过大、呈反曲特征的轮胎形变,是导致轮胎损伤的主要原因。滚筒台结构原理上存在先天不足,主动滚筒高于从动滚筒增加了受测车轮与主动滚筒间接触压强,后移过程中滚筒切向力方向由内向外变化会加重剥伤趋势;粘砂层锐度的大小与新旧直接相关,锐度大则附着系数高,滚筒切向力大,因此新滚筒更易损伤轮胎;网格花纹表面压强较非网格表面要略大,这会使“轮胎剥伤”现象发生几率略增。