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子午线轮胎成型过程仿真及工艺参数改进方法研究
| 论文题名： | 子午线轮胎成型过程仿真及工艺参数改进方法研究 |
| 关键词： | 子午线轮胎;成型仿真;工艺参数;帘线弯曲;胎里不平 |
| 摘要： | 轮胎的生产过程包括橡胶密炼、半成品部件挤出、帘布压延及裁断、生胎成型和硫化机内定型等，其中，轮胎成型是轮胎生产过程的重要环节，其工艺参数直接影响成品胎的质量。技术人员通常采用试错法确定合适的成型工艺参数，具有很大的盲目性。因此，利用有限元仿真技术，对轮胎成型过程进行数值模拟，通过仿真方法优化成型工艺参数，具有重要的工程价值。 合理的未硫化橡胶本构模型是轮胎成型过程仿真的基础。本文对未硫化橡胶进行剪切松弛试验和单轴拉伸试验，分别采用广义Maxwell模型和Marlow超弹性模型描述未硫化橡胶的粘性性能和弹性性能。以295/80R22.5型全钢载重子午线轮胎为对象，建立轮胎各半成品部件的二维轴对称模型，借助ABAQUS/Standard隐式求解器，对轮胎一次法成型过程进行仿真；硫化机内定型过程采用三维模型进行仿真，运用ABAQUS/Explicit显式求解器求解。将仿真得到的成品胎断面与实际生产轮胎断面的材料分布进行对比，验证了成型仿真方法的可靠性。为提高轮胎施工设计精度，本文在轮胎成型仿真的基础上，提出半成品部件逆向成型仿真方法，精确设计胎面、胎肩垫胶等半成品部件的材料分布，并利用轮胎成型仿真方法验证了该方法的可行性。 针对宽基胎成型工艺参数设置不当而造成的胎体帘线弯曲问题，本文利用轮胎成型仿真方法分析其产生机理，探索子口平面宽度和辅助鼓周长对胎体帘线弯曲的影响，提出胎体帘线弯曲的解决方法并进行试验验证；为解决采用0°缠绕技术的宽基胎在生产中出现的胎里不平问题，利用轮胎成型仿真方法分析其产生机理，提出曲面辅助鼓成型方法，并进行样胎试制，结果表明该方法能有效地解决胎里不平问题；以12.00R20型子午线轮胎为对象，对其二次法成型过程进行数值模拟，探索轮胎在机内定型中带束层帘线受力和角度变化分布规律，并基于现有施工设计提出改进方案，减小了带束层帘线受力和角度变化，使成品胎更接近理论设计轮胎的材料分布。 |
| 作者： | 周伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王国林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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