扁平轮胎硫化工艺的有限元分析

以255/30R22轮胎为例,用ABAQUS软件建立有限元模型对硫化过程进行两次模拟,一次不考虑反应热,另一次用子程序HETVAL加载反应热,分别得到两次模拟的温度场,并编写子程序UVARM得到有反应热条件下的硫化程度场。结果表明：轮胎硫化过程中,硫化反应热影响硫化温度曲线的峰值,但对最终温度影响不大;加载反应热能够更好地模拟轮胎真实硫化过程;无论温度场还是硫化程度场,总是薄胶料的值高于厚胶料的值;后硫化作用不容忽视,传统硫化工艺有改进的必要和空间。     

扁平轮胎硫化工艺温度参数的确定

硫化是轮胎生产工艺的一个重要步骤,直接决定轮胎的力学性能,是生产中耗能最多的一个环节。传统的扁平轮胎硫化工艺没有考虑后硫化的作用,这可能造成能源的浪费。前期的有限元模拟表明传统的硫化工艺造成了大部分胶料的过硫化。为了找到改进硫化工艺的方法,本文研究了硫化参数对胶料温度场和硫化程度场的影响。硫化参数包括热源温度、硫化时间和预热温度。相对应这三个因素,用ABAQUS有限元软件建立三维模型做了三组对比模拟,结果表明对温度场影响最大的是热源温度,最低的是预热温度;对硫化程度影响最大的是热源温度,最低的是硫化时间。根据数据分析提出了最优的工艺参数。     

低断面轮胎硫化工艺模拟

针对硫化时间、热源温度和预热温度,用ABAQUS有限元软件建立低断面255/30R22轮胎三维模型,并进行了3组对比模拟。结果表明:对温度场影响最大的是热源温度,最小的是预热温度;对硫化程度影响最大的是热源温度,最小的是硫化时间。根据数据分析提出了最优硫化工艺参数。     

子午线轮胎硫化时间的仿真优化

通过建立模具、轮胎和硫化胶囊仿真模型,对比轮胎关键部位硫化过程中实际测温与仿真的温度-时间曲线,对仿真结果进行验证。结果表明,对轮胎温度场的模拟仿真分析能比较准确地预测轮胎硫化过程不同位置点温度变化的趋势,可以作为优化轮胎硫化工艺的一种手段。     

轮胎直压硫化工艺的有限元仿真

传统的蒸汽硫化机具有胶囊和蒸汽室,使用过热蒸汽加热轮胎使之硫化。蒸汽的传热效率低,能量浪费严重。由于蒸汽的放热冷凝,蒸汽室底部的温度低于蒸汽室顶部的温度,这导致轮胎的不均匀硫化。直压硫化则采用电磁加热方式,其产生的温度场均匀,局部区域温度具有可控性。其次直压硫化工艺用大小鼓瓦与轮胎直接接触传热的方式,其传热效率应该比蒸汽硫化工艺高。本文基于ABAQUS软件,编写HETVAL和UVARM子程序模拟实际硫化工艺得到255/30R22轮胎的温度场和硫化程度场,在相同硫化条件下比较两种工艺的硫化效果。结果表明直压硫化工艺的硫化效率大约提高了三分之一。     

预热温度对轮胎硫化温度及程度场的影响

通过建立三维有限元实体模型来模拟轮胎的硫化工艺过程，分别研究了不同初温对轮胎硫化温度场及硫化程度的影响。研究表明．生胎的预热温度在不超过105℃时。其预热过程的硫化效应很小，且各点的硫化温度较均匀，因此预热处理使轮胎总的硫化程度趋于均匀。结果还表明，在105℃以下，预热温度每提高10℃，轮胎的机内硫化时间可缩短1．5min．若减少胶囊内通过热水的时间．其硫化均匀性可大大提高。     

应用硫化仪变温硫化模拟实现对轮胎硫化时间的调整

采用多功能硫化仪模拟轮胎硫化过程,并对轮胎硫化工艺进行优化。试验结果表明:模拟硫化温度曲线与实际测得的温度曲线基本吻合;在现有硫化时间(54min)下,下三角胶和胎面胶达到正硫化点,而内衬层胶和带束层胶稍有过硫;适当缩短硫化时间(52min),内衬层胶和带束层胶的过硫现象改善,轮胎达到良好的硫化程度。     

用DSC优化轮胎硫化周期的新方法

轮胎胶料的硫化程度对其使用性能影响重大。已尝试用差示扫描量热（DSC）法来推断轮胎胎面胶料的硫化（包括过硫）程度。未硫化胶料用DSC进行时间-温度分析时，可以得到由聚合物、硫化剂和其他添加剂特征决定的放热曲线（焓△H）。     

基于有限元分析的扁平轮胎硫化工艺的优化

硫化是轮胎生产工艺的一个重要步骤,直接决定轮胎的力学性能,是生产中耗能最多的一个环节。传统的扁平轮胎硫化工艺没有考虑后硫化的作用,这可能造成能源的浪费。通过有限元模拟可以了解轮胎硫化的全过程,尤其后硫化在轮胎硫化中所起的作用。如果模拟结果表明后硫化的作用不容忽视,那么传统工艺就有改进的必要和空间。本文在模拟方法上也有所创新,运用子程序HETVAL给橡胶加载反应热,并做了有反应热和无反应热两组硫化模拟,开发ABAQUS后处理模块运用UVARM子程序直观地得到硫化程度场。     

预热温度对轮胎硫化温度场及程度场的影响

建立三维有限元模型模拟轮胎硫化过程，研究初始硫化温度对轮胎硫化温度场及程度场的影响。研究表明，预热处理使轮胎各部位温升均匀，不仅能缩短机内硫化时间，还可以改善轮胎硫化程度的均匀性，但预热温度不宜超过105℃。在此温度以内，预热温度每升高10℃，轮胎机内硫化时间可缩短1．5min，硫化均匀性提高15％。     

子午线轮胎硫化过程有限元分析

考虑胶料的各向异性,采用有限元分析软件ABAQUS对子午线轮胎硫化过程进行模拟和分析,获得了轮胎在硫化过程中不同阶段的温度分布及某些典型点的温度变化曲线和硫化程度曲线.计算结果较真实地反映了子午线轮胎的硫化过程,可用于指导轮胎硫化工艺优化.     

环境温湿度对硫化的影响分析（轮胎会稿件）

本文主要研究环境温湿度对混炼胶硫化特性及轮胎硫化时间的影响,通过试验结果表明：混炼胶焦烧时间与贮存温湿度呈反比,混炼胶硫化速度与贮存的温湿度呈正比;随着胎胚温度的提高,发泡时间/硫化时间缩短;且通过模拟试验及现场发泡表明硫化的发泡时间与混炼胶t25均有一定的相关性;因此对于处在冬夏季温湿度差异较大的北方地区,区分冬夏季硫化时间是有必要的。     

RPA2000橡胶加工分析仪在配方设计中的应用

研究RPA2000橡胶加工分析仪在配方设计中的应用.结果表明,RPA2000测定的剪切模量、损耗因子等数据与常规方法测定的胶料定伸应力、回弹值、生热等物理性能有很好的相关性;通过与硫化测温仪数据共享,可实现对轮胎硫化测温曲线的变温模拟,从而完成对不同轮胎部位胶料硫化速度的最佳化调整,为制定硫化条件提供依据.     

胶料热物性对微波加热硫化温度场的影响

采用闪光导热分析仪和差示扫描量热仪对异戊橡胶(IR)在硫化过程中的热物性参数进行测量,得出热导率和比热容随温度的变化规律。同时采用ANSYS有限元分析软件对IR进行三维建模,并对其微波加热硫化过程进行数值模拟,得到热导率和比热容恒定或随温度变化等4种情况下胶料内部的焦耳热密度分布和温度分布。结果表明,热导率变化对胶料温度分布影响不大,而比热容变化的影响较大。     

轮胎硫化过程的有限元分析

开发了能够较准确地数值模拟轮胎硫化过程的有限元分析软件。该软件考虑了轮胎材料的非均质性、橡胶基复合材料传热性能的各向异性、轮胎硫化时橡胶材料伴有的反应生热以及轮胎硫化的实际加温历程。对某载重子午线轮胎的硫化过程进行的仿真计算得到的数值表明该有限元数值仿真软件有效、可靠。     

轮胎外胎外温变温硫化研究

在双模定型硫化机中对９．００～２０１６ＰＲ轮胎外胎进行外温变温硫化试验。试验结果表明,开始时温度较高可强化传热,使开始时温升较快,能有效缩短硫化时间,后期降温又可提高硫化程度的均匀性和设备的利用率。根据外温变温试验结果还提出内温变温加热设     

用有限元法研究胎坯预热对硫化温度及硫化程度场的影响

采用ANSYS建立轮胎硫化温度场分析模型，对经过预热和未经预热处理两种情况下的胎坯硫化温度场进行了模拟。结果表明，胎坯经过预热处理后硫化有助于提高轮胎硫化程度的均匀性，缩短机内硫化时间，提高设备的利用宰和生产效率。     

基于人工神经网络的轮胎硫化自适应控制

在对24.00-35 42PR工程机械轮胎进行硫化测温的基础上,基于人工神经网络对厚橡胶制品内部温度建模,并应用模型参考自适应控制方案对厚橡胶制品进行等效硫化控制.采用自适应等效硫化控制方案并采取变温硫化与长时间低温硫化相结合的措施可有效改善传统硫化方法的过硫和欠硫现象,大大提高厚橡胶制品的物理性能.     

有机蒙脱土对环氧树脂固化反应动力学的影响

2wt％的有机蒙脱土（OMMT）显著影响环氧树脂／六氢苯酐固化体系的非等温固化反应动力学,可促进低温主固化过程,但对高温固化阶段有延迟作用。根据Mfilek最概然模型选择法采用Kissinger方程对两个DSCN化峰分别进行模拟,发现环氧树脂低温主固化峰与高温固化峰均属自催化反应,总反应级数均为15左右。所采用的分峰模拟法可描述整个固化反应过程,对较为复杂的高分子固化反应动力学研究具有指导意义。     

DSC法研究聚异氰酸酯／环氧树脂胶粘剂的固化反应动力学及固化工艺

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚异氰酸酯／环氧树脂的固化过程,研究了不同配比对固化反应的影晌,固化度与固化温度的关系,计算了固化反应表观活化能和反应级数,确定了聚异瓤酸酯／环氧树脂胶粘剂的固化工艺。结果表明:胶粘剂中固化剂的含量对环氧树脂的固化反应过程有显著的影响,随着聚异氰酸酯的增加,固化放热量增加。当聚异氰酸酯的含量达到1．2份时,固化反应放热量达到最大值;不同升温速率下,体系固化温度有很大差异,随着升温速率的提高,固化温度增加。通过动力学计算得到体系最佳固化温度为108℃,固化时间为6-8h,固化体系的活化能为43．31kJ／mol,反应级数为1．17。