Візки для гольфу і газонокосарки вже використовують безповітряні шини, і принаймні одна велика компанія виробляє не пневматичні автомобільні шини, але нам ще належить пройти довгий шлях, перш ніж вони з’являться на кожному транспортному засобі, який сходить з конвеєра.
Пошук дизайну, який врівноважує міцність на прокол і еластичність, необхідну для комфортної їзди без ударів, як на звичайних пневматичних шинах, є ключовим моментом.
Не пневматичні шини
Щоб вирішити деякі з проблем, дослідники з Університету Іллінойсу (UI) зосередили увагу на одному компоненті шини – шарі зсуву, який розташований під протектором.
Джеймс разом з аспірантом UI Ешерном Махараджем використовували оптимізацію конструкції, комп’ютерний алгоритм для того, щоб придумати різні структурні схеми для шару зсуву не пневматичної шини.
У них була комп’ютерна модель, яка моделювала пружну реакцію на шарі зсуву. Симуляція розраховує здатність матеріалу до розтягування і скручування.
Ці фізичні навантаження не схожі на старіння або вивітрювання шини, а пов’язані з внутрішнім тиском і напругами – по суті, який тиск матеріал надає сам на себе.
Мета полягає в тому, щоб дизайн шин витримував тиск, але при цьому був еластичним, щоб забезпечити їзду, в якій не відчувається, що ви їдете на сталевих шинах.
Джеймс сказав, що комп’ютерне моделювання структури, подібної до цієї, або будь-якої фізичної системи має рівні складності, закодовані в моделі – модель з більш високою точністю обходиться дорожче.
Подальший аналіз вимагатиме співпраці з галуззю.
Дослідження «Оптимізація топології метаматеріалів не пневматичних шин з напругою і обмеженнями на вигин» написано Ешерном Махараджем і Каєм Джеймсом. Воно опубліковане в International Journal for Numerical Methods in Engineering.
Натхнення: econet.ru