Пневматическая шина

[guryev]

Andrey Lukyanov в сообщении #1236679 писал(а):

колёсный диск висит на верхней части шины

Не висит он. Там сверху даже зазор может быть.

Просто нижняя часть шины сжимается, и в ней уменьшаются силы упругости. В результате сила, создаваемая давлением газа в шине, частично перестаёт компенсироваться. Она и уравновешивает нагрузку на колесо.

[oleg_2]

guryev в сообщении #1236700 писал(а):

Не висит он. Там сверху даже зазор может быть.

На столе лежит воздушный шарик (Рис. 1). Сверху на нем лежит фанерка и груз. Поместим груз внутрь шарика (Рис. 2) и подвяжем его нитями подходящей длины, что изменилось? Ничего. Подвяжем груз нитями равной длины (Рис. 3, показаны только те нити, которые способствуют висению груза). Получилось почти колесо.

В настоящем колесе роль этих нитей играют боковые стороны покрышки. Боковины держат давление воздуха, они натянуты, но по-разному: нижние части держат только давление, а верхние части боковин держат и давление, и вес автомобиля. Зазор вверху может быть, да, между диском и покрышкой, а кольца вделаны в покрышку, на кольцах и висит.

[guryev]

oleg_2 в сообщении #1236769 писал(а):

Зазор вверху может быть, да, между диском и покрышкой, а кольца вделаны в покрышку, на кольцах и висит.

Кольца у шин? О чём вы?

[oleg_2]

Рисунок устройства шины взял из вики
http://auto-wiki.ru/ustroystvo-avtomobilnoy-shiny/

Кольца я имел ввиду те, которые я отметил на рисунке красными стрелками, это мощные железные кольца из одной толстой проволоки или из пучка проволок типа троса.

[guryev]

oleg_2 в сообщении #1236769 писал(а):

на кольцах и висит

guryev в сообщении #1236773 писал(а):

Кольца у шин? О чём вы?

oleg_2 в сообщении #1236774 писал(а):

мощные железные кольца из одной толстой проволоки или из пучка проволок типа троса

На этих кольцах ничего не висит, они просто уменьшают растяжимость борта шины, чтобы колёса не разувались на повороте. Что с ними, что без них - диск на землю не упадёт

[bondkim137]

Andrey Lukyanov в сообщении #1236668 писал(а):

А на чём висит кольцо?

Помимо натяжения боковины немалую роль играет сам воздух.

Форма колеса под нагрузкой несимметричная. В нижней части колесо сплющено, причем не так как примитивно, как изображено на рисунке.
Т.е. на рисунке слева синий отрезок на самом деле короче, чем красный. А на рисунке справа - красная и синия линии - пусть есть два горизонтальных сечения колеса на одинаковом небольшом расстоянии от диска сверху и снизу. Синяя площадь сечения будет больше красной. Эта разница, помноженная на давление, вносит свой вклад. У колес низкого давления это видно невооруженным глазом.

[amon]

Попробуем с другой стороны. Возьмите кружку или стакан, оберните его резинкой и пусть он повисит на резинке в воздухе (под дно что-то придется подставить, а то без стакана останетесь), а Вы понаблюдайте, что происходит с резинкой. Если она натянута не очень сильно, то в верхней части виден зазор, а нижняя плотно прилегает к стакану. Значит сверху сила реакции резинки ноль (там зазор), а снизу есть ненулевая сила реакции. Если резинку натянуть посильнее, то зазор пропадет, но все равно сила реакции сверху стакана будет меньше чем снизу, и благодаря этому стакан не падает.

Тоже самое и с колесом. Давление воздуха, действительно, со всех сторон одинаковое, но реакция реборды шины разная, поэтому автомобиль висит на реборде, как стакан на нитке.

[Dan B-Yallay]

Можно рассмотреть еще с третьей стороны, перейдя в "систему отсчёта" от центра колеса. Пусть надутое колесо жёстко зафиксировано в отрыве от земли, допустим, как на балансирoвочном станке.

(Cтанoк)

Tеперь начнём давить на это колесо чем-нибудь плоским снизу и попытаемся выяснить, почему не наблюдается

Andrey Lukyanov в сообщении #1236625 писал(а):

колёсный диск должен просто упасть вниз

-- Вс июл 30, 2017 17:42:31 --

То есть поищем, какие силы не дают шине продавиться до обода.

[amon]

Поскольку следующий вопрос будет: "А что держит реборду?", то оптом и про это. Раньше уже ответили, я просто попробую пояснить ответ. Рассмотрим для простоты только корд шины. Если колесо висит в воздухе, то нити корда сверху и снизу натянуты одинаково. Если колесо стоит на земле, то нижняя часть колеса деформирована, и нити корда внизу слегка прослаблены, а сверху натянуты, поэтому равнодействующая сил натяжения тащит реборду вверх, уравновешивая вес автомобиля. То есть, диск держит сила реакции реборды, а реборду - сила натяжения корда (а также упругие напряжения в резине).

[druggist]

Если ближе к Ньютону рассуждать, то ситуация вкратце следующая: избыточное давление создает в шине растягивающие упругие напряжения, которые это давление уравновешивают, поскольку возникает нормальная к поверхности шины сила давления порядка $ \sigma/ \ R$, где $\sigma$ -упругие напряжения в шине, $R$ - радиус кривизны. А на диск будут действовать силы порядка $ \sigma$ (умноженное на площадь контакта) и лежащие в плоскости шины. Поскольку нижняя часть шины деформирована эта плоскость составляет с нормалью бОльший угол и результирующая, тянущая вниз сила со стороны нижней деформированной части шины будет меньше тянущей вверх на величину, равную весу автомобиля

[Nirowulf]

amon в сообщении #1236931 писал(а):

То есть, диск держит сила реакции реборды, а реборду - сила натяжения корда (а также упругие напряжения в резине).

Тогда, казалось бы, зачем воздух внутри шины нужен, если диск и так реборда держит?=)

[Andrey Lukyanov]

Nirowulf в сообщении #1236972 писал(а):

Тогда, казалось бы, зачем воздух внутри шины нужен, если диск и так реборда держит?=)

Воздух нужен затем, что корд в стенках шины работает только на растяжение. То есть корд может «тащить» диск, но не может его «толкать».

[Andrey Lukyanov]

Andrey Lukyanov в сообщении #1237148 писал(а):

Воздух нужен затем, что корд в стенках шины работает только на растяжение. То есть корд может «тащить» диск, но не может его «толкать».

Из этого, кстати, следует, что схема, нарисованная bondkim137, работать не будет. Нижняя часть шины сможет толкать колёсный диск вверх только в том случае, если боковина завернётся на угол больше 90°, чего в реальности никогда не бывает.

[bondkim137]

Andrey Lukyanov, во-первых, будет и работает. Во-вторых, логики не вижу (да и смысла если честно)

[Andrey Lukyanov]

bondkim137 в сообщении #1237352 писал(а):

Andrey Lukyanov, во-первых, будет и работает. Во-вторых, логики не вижу (да и смысла если честно)

Нитка корда, идущая вниз и вбок, может тянуть только вниз и вбок. Чего тут непонятного?