2.2. Взаимодействие шины с дорогой

Взаимодействие автомобильного колеса с дорогой осуществляется непосредственно через протектор. В зоне контакта шины с дорожной поверхностью сосредоточен весь комплекс внешних статических и динамических сил, воздействующих на автомобильное колесо.

Протектор шины работает в наиболее тяжелых условиях по сравнению с другими элементами шины. Особенно незащищенной и наиболее нагруженной является контактная поверхность протектора. Все это приводит к возникновению в зоне контакта сложной картины распределения нормальных и касательных напряжений, а также проскальзывания, что является главной причиной износа протектора.

Для упрощения физической модели рассмотрим лишь случаи нагружения колеса при равномерном и прямолинейном его движении по горизонтальной поверхности дороги с твердым, практически недеформируемым покрытием.

При анализе взаимодействия протектора с опорной поверхностью рассматриваются контактные напряжения, приложенные к шине со стороны дороги. Поскольку распределение нормальных и касательных напряжений, действующих в контакте автомобильного колеса, протекает по сложным законам, рассмотрим сначала взаимодействие шины с опорной поверхностью у неподвижного колеса, находящегося под воздействием только нормальной нагрузки. В данном случае шина подвергается простейшему виду нагружения. Затем последовательно рассмотрим другие виды нагружения при различных режимах качения колеса, переходя от простых к более сложным случаям.