本文關(guān)鍵詞：子午線輪胎成型過程仿真及工藝參數(shù)改進(jìn)方法研究

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【摘要】：輪胎的生產(chǎn)過程包括橡膠密煉、半成品部件擠出、簾布壓延及裁斷、生胎成型和硫化機(jī)內(nèi)定型等,其中,輪胎成型是輪胎生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié),其工藝參數(shù)直接影響成品胎的質(zhì)量。技術(shù)人員通常采用試錯法確定合適的成型工藝參數(shù),具有很大的盲目性。因此,利用有限元仿真技術(shù),對輪胎成型過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過仿真方法優(yōu)化成型工藝參數(shù),具有重要的工程價值。合理的未硫化橡膠本構(gòu)模型是輪胎成型過程仿真的基礎(chǔ)。本文對未硫化橡膠進(jìn)行剪切松弛試驗和單軸拉伸試驗,分別采用廣義Maxwell模型和Marlow超彈性模型描述未硫化橡膠的粘性性能和彈性性能。以295/80R22.5型全鋼載重子午線輪胎為對象,建立輪胎各半成品部件的二維軸對稱模型,借助ABAQUS/Standard隱式求解器,對輪胎一次法成型過程進(jìn)行仿真;硫化機(jī)內(nèi)定型過程采用三維模型進(jìn)行仿真,運(yùn)用ABAQUS/Explicit顯式求解器求解。將仿真得到的成品胎斷面與實際生產(chǎn)輪胎斷面的材料分布進(jìn)行對比,驗證了成型仿真方法的可靠性。為提高輪胎施工設(shè)計精度,本文在輪胎成型仿真的基礎(chǔ)上,提出半成品部件逆向成型仿真方法,精確設(shè)計胎面、胎肩墊膠等半成品部件的材料分布,并利用輪胎成型仿真方法驗證了該方法的可行性。針對寬基胎成型工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)而造成的胎體簾線彎曲問題,本文利用輪胎成型仿真方法分析其產(chǎn)生機(jī)理,探索子口平面寬度和輔助鼓周長對胎體簾線彎曲的影響,提出胎體簾線彎曲的解決方法并進(jìn)行試驗驗證;為解決采用0°纏繞技術(shù)的寬基胎在生產(chǎn)中出現(xiàn)的胎里不平問題,利用輪胎成型仿真方法分析其產(chǎn)生機(jī)理,提出曲面輔助鼓成型方法,并進(jìn)行樣胎試制,結(jié)果表明該方法能有效地解決胎里不平問題;以12.00R20型子午線輪胎為對象,對其二次法成型過程進(jìn)行數(shù)值模擬,探索輪胎在機(jī)內(nèi)定型中帶束層簾線受力和角度變化分布規(guī)律,并基于現(xiàn)有施工設(shè)計提出改進(jìn)方案,減小了帶束層簾線受力和角度變化,使成品胎更接近理論設(shè)計輪胎的材料分布。
【關(guān)鍵詞】：子午線輪胎 成型仿真 半成品部件 工藝參數(shù) 簾線彎曲 胎里不平
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.341.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 未硫化橡膠本構(gòu)模型研究12-13
• 1.2.2 輪胎施工設(shè)計方法研究13-14
• 1.2.3 子午線輪胎成型缺陷研究14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 輪胎未硫化橡膠本構(gòu)模型17-28
• 2.1 粘彈性材料的基本力學(xué)特性17-18
• 2.1.1 蠕變和應(yīng)力松弛17
• 2.1.2 率相關(guān)性17-18
• 2.1.3 溫度相關(guān)性18
• 2.2 粘彈性理論18-22
• 2.2.1 Maxwell模型18
• 2.2.2 Kelvin模型18-19
• 2.2.3 廣義Maxwell模型19-20
• 2.2.4 未硫化橡膠粘彈性本構(gòu)模型20-22
• 2.3 未硫化橡膠力學(xué)試驗及本構(gòu)模型參數(shù)識別22-25
• 2.3.1 剪切松弛試驗22-23
• 2.3.2 單軸拉伸試驗23-24
• 2.3.3 本構(gòu)模型參數(shù)識別24-25
• 2.4 未硫化橡膠力學(xué)試驗數(shù)值模擬25-27
• 2.4.1 剪切應(yīng)力松弛試驗?zāi)M25-26
• 2.4.2 單軸拉伸試驗?zāi)M26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 輪胎一次法成型仿真與半成品部件逆向成型仿真方法28-43
• 3.1 輪胎一次法成型工藝28-31
• 3.1.1 一次法成型機(jī)結(jié)構(gòu)28-29
• 3.1.2 一次法成型施工設(shè)計29-31
• 3.2 輪胎成型有限元模型的建立31-33
• 3.2.1 單元類型的選取31-32
• 3.2.2 接觸模擬32
• 3.2.3 成型仿真分析有限元模型32-33
• 3.3 輪胎成型過程的數(shù)值模擬33-36
• 3.3.1 主鼓部件貼合33
• 3.3.2 輔助鼓部件貼合33
• 3.3.3 生胎成型33-34
• 3.3.4 硫化機(jī)內(nèi)定型34-36
• 3.4 輪胎成型仿真精度分析36-37
• 3.5 半成品部件逆向成型仿真方法37-40
• 3.5.1 胎面膠形狀的確定38
• 3.5.2 胎體、內(nèi)襯和胎肩墊膠形狀的確定38-39
• 3.5.3 三角膠形狀的確定39-40
• 3.5.4 其它半成品形狀的確定40
• 3.5.5 半成品部件形狀的對比40
• 3.6 半成品部件逆向成型仿真方法的驗證40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 輪胎成型缺陷分析及工藝參數(shù)改進(jìn)方法43-60
• 4.1 胎體簾線彎曲機(jī)理分析及改進(jìn)43-49
• 4.1.1 胎體簾線彎曲機(jī)理分析43-45
• 4.1.2 子口平面寬度對胎體簾線彎曲的影響45-47
• 4.1.3 輔助鼓周長對胎體簾線彎曲的影響47-48
• 4.1.4 仿真結(jié)果試驗驗證48-49
• 4.2 胎里不平機(jī)理分析及解決方法49-55
• 4.2.1 0°纏繞輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計49-50
• 4.2.2 胎里不平機(jī)理分析50-52
• 4.2.3 曲面輔助鼓成型法52-54
• 4.2.4 曲面輔助鼓成型法的試驗驗證54-55
• 4.3 帶束層簾線角度變化機(jī)理分析及改進(jìn)55-58
• 4.3.1 子午線輪胎二次法成型過程仿真55-56
• 4.3.2 輪胎帶束層簾線角度變化分析56-57
• 4.3.3 施工設(shè)計參數(shù)對帶束層簾線角度變化的影響57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-63
• 5.1 本文研究工作總結(jié)60-61
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)61-62
• 5.3 工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 碩士期間研究成果67

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