Экспериментальная оценка влияния давления воздуха в шине и осевой нагрузки на параметры пятна контакта

Актуальность. В действующих нормативных методах расчета нежестких дорожных одежд пятно контакта колеса принимается круглым, а давление на покрытие – равномерно распределенным по его площади. Однако фактические параметры контакта современной грузовой шины могут существенно отличаться от принятых расчетных допущений.
Цель работы – экспериментально определить влияние внутреннего давления воздуха в шине и вертикальной нагрузки на площадь и геометрические параметры пятна контакта, а также сопоставить полученные результаты с нормативной моделью.
Результаты. Проведены стендовые испытания пяти типоразмеров грузовых шин, широко применяемых на ведущих осях грузовых автомобилей, автобусах и прицепах. Измерения выполнялись с использованием матричной системы регистрации давления XSENSOR. Испытания проводились при четырех уровнях внутреннего давления воздуха в шине и при нагрузках от 40 до 120 % от максимальной допустимой нагрузки на колесо. Установлено, что площадь пятна контакта увеличивается с ростом вертикальной нагрузки и уменьшается с повышением внутреннего давления воздуха в шине. Во всех исследованных режимах фактическая площадь контакта превышала расчетные значения, определенные по нормативной модели. Также выявлено изменение формы пятна контакта: с ростом нагрузки оно становится более вытянутым в продольном направлении. Нормативная расчетная схема нагружения систематически недооценивает реальные параметры пятна контакта грузовых шин. Полученные результаты подтверждают необходимость уточнения расчетных подходов к моделированию нагрузки от колеса на дорожную одежду с учетом фактических характеристик контакта.

1. Афиногенов, О.П., Ефименко, С.В., Ефименко, В.Н. Конструирование и расчет дорожных одежд. 2-е изд., доп. и перераб. Томск : Изд-во Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2020. 444 с. ISBN 978-5-93057-930-7.

2. Симчук, А.Е., Симчук, Е.Н., Горский, М.Ю. Актуализация подходов к нормированию контактного давления и отпечатка колеса при проектировании дорожных одежд // Технико-технологические проблемы сервиса. 2024. № 2 (68). С. 29–35.

3. Симчук, А.Е. Экспериментальные исследования параметров воздействия расчетной нагрузки на дорожные одежды // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2025. Т. 27. № 4. С. 247–268. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2025-27-4-247-268

4. Овчарук, Б.В., Криволап, В.В. Способы определения площади пятна контакта шин в зависимости от давления и нагрузки // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. № 2. С. 473–478. DOI: 10.12737/19352. EDN: XRKDRJ

5. Черепанов, Л.А., Олейник, А.А. Стенд для исследования влияния вертикальной нагрузки на площадь пятна контакта шины с опорной поверхностью // Транспортные системы. 2017. № 3 (6). С. 27–31. DOI: 10.46960/62045_2017_3_27. EDN: ZWOUAX

6. Мерзликин, А.Е. Шины на дороге // 3-я Каспийская Международная Выставка «Дорожная инфраструктура и общественный транспорт». 2013. С. 64–66.

7. Арус, Н.Н., Горячев, М.Г., Каленова, Е.В. Обоснование расчетного колесного контактного давления для проектирования дорожных одежд по критериям прочности // Наука и техника в дорожной отрасли. 2022. № 2. С. 20–23. EDN: WFWQVB

8. Goodyear Truck Tires // Goodyear : [сайт]. URL: www.goodyeartrucktires.com (дата обращения: 15.01.2026).