聚酯帘线的热—力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(一)

轮胎硫化后冷却过程中所采取的方式对轮胎的整体性能影响很大。硫化后充气(PCI)已经作为一种有效的方法,普遍用于控制轮胎的尺寸和形状。但是,由于在某些轮胎制造中引入尺寸稳定型聚酯作为胎体帘线材料,PCI被认为是不必要的步骤,已从生产工艺中排除。按照惯例,经过PCI处理的轮胎叫做PCI轮胎,而没有经过PCI处理的轮胎叫做非PCI轮胎。基于硫化后冷却期间经历了不同的负荷历史,PCI轮胎和非PCI轮胎呈现出不同的行为特点,包括尺寸和印痕的形状。比较特别的是,使用相同的模具,在PCI轮胎和非PCI轮胎之间最明显的差异是轮廓。由于硫化后冷却期间帘线中出现热收缩,与PCI轮胎相比,非PCI轮胎断面宽度较小,胎冠半径比较扁。另外,非PCI轮胎在行驶中尺寸变化较大。在本研究中,实验用PCI和非PCI乘用轮胎(235/75R15)都是用相同的硫化模具制造的,进行一系列试验以确定这两类轮胎之间的差别。聚酯轮胎帘线材料承受各种热-力学负荷后,测定硫化后冷却过程对帘线性能的影响。然后,构造轴对称的三维有限元模型,模拟有和没有PCI的硫化后冷却过程。输入通过材料表征化所获得的帘线材料性能,进行数值分析,成功地预测PCI轮胎和非PCI轮胎两者的轮胎轮廓和印痕。所得的分析结果与从试验轮胎得到的测量结果吻合。     

聚酯帘线的热-力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(一)

轮胎硫化后冷却过程中所采取的方式对轮胎的整体性能影响很大。硫化后充气(PCI)已经作为一种有效的方法,普遍用于控制轮胎的尺寸和形状。但是,由于在某些轮胎制造中引入尺寸稳定型聚酯作为胎体帘线材料,PCI被认为是不必要的步骤,已从生产工艺中排除。按照惯例,经过PCI处理的轮胎叫做PCI轮胎,而没有经过PCI处理的轮胎叫做非PCI轮胎。基于硫化后冷却期间经历了不同的负荷历史,PCI轮胎和非PCI轮胎呈现出不同的行为特点,包括尺寸和印痕的形状。比较特别的是,使用相同的模具,在PCI轮胎和非PCI轮胎之间最明显的差异是轮廓。由于硫化后冷却期间帘线中出现热收缩,与PCI轮胎相比,非PCI轮胎断面宽度较小,胎冠半径比较扁。另外,非PCI轮胎在行驶中尺寸变化较大。 在本研究中,实验用PCI 和非PCI 乘用轮胎(235 /75R15)都是用相同的硫化模具制造的,进行一系列试验以确定这两类轮胎之间的差别。聚酯轮胎帘线材料承受各种热-力学负荷后,测定硫化后冷却过程对帘线性能的影响。然后,构造轴对称的三维有限元模型,模拟有和没有PCI的硫化后冷却过程。输入通过材料表征化所获得的帘线材料性能,进行数值分析,成功地预测PCI轮胎和非PCI轮胎两者的轮胎轮廓和印痕。所得的分析结果与从试验轮胎得到的测量结果吻合。     

聚合物帘线的热--力学性能对PCI轮胎和非PCI轮胎的影响

一、PCI轮胎与非PCI轮胎。1．PCI轮胎。典型的乘用胎构成包括胎面、钢丝带束、增强胎体层的聚合物帘线、钢丝圈和胎侧。制造期间，轮胎在模具中硫化时承受高温以便硫化橡胶组分，同时实现所设计的尺寸、形状以及胎面花纹和胎侧装饰。轮胎在完成硫化周期和从模具中卸脱之后，硫化过程仍在继续。许多实验和研究表明，这种硫化后冷却过程能够显著地影响轮胎的总体性能，包括尺寸、尺寸稳定性、印痕和滚动阻力等。     

轮胎帘线的表征和帘线的热-力学性能对轮胎的影响

轮胎帘线的热-力学性能对轮胎的尺寸、形状、操纵性能及其他相关性能具有很大的影响。本研究聚焦于表征聚合物帘线的材料性能，应用有限元分析（FEA）量化这些性能对充气轮胎的影响。用在实验室通过拉伸试验、热收缩测量和蠕变试验获得的一系列热-力学性能来表征包括尼龙和聚酯在内的各种轮胎帘线材料。在获得这些实验室实验结果之前，用于本研究的帘线经过热-力学处理，以便模拟硫化和轮胎使用条件的影响。用从这些实验测得的性能数据作为轮胎有限元分析的输入数据，根据FEA模型预测轮胎尺寸、形状、带负载的轮胎印痕、压力和帘线的负荷，并将预测值与实验轮胎的测量值比较。通过比较表明，在测量值与用有限元分析的预测值之间具有良好的一致性。因此，将来充气轮胎的FEA研究应采用本研究开发的表征轮胎帘线材料的技术。     

轮胎帘线的表征和帘线热力学性能对轮胎的影响

轮胎帘线的热-力学性能对轮胎的尺寸、形状、操作性能等有很大的影响。本研究聚焦于表征尼龙和聚酯帘线的材料性能,应用有限元分析(FEA)量化这些性能对充气轮胎的影响。这些轮胎帘线材料用在实验室进行伸张试验、热收缩测量和蠕变试验获得的一系列热力学性能来表征。在测量之前,用于本研究的帘线经过了热-力学处理,以便于模拟硫化和轮胎操作条件的影响。从这些测量产生的性能用作物理轮胎有限元分析的输入,从FEA模拟得到预测的轮胎尺寸与形状、载荷的印痕与压力、帘线的负荷,并与实验轮胎的实际测量值进行比较,在测量值和有限元分析预测值之间观察到良好的一致性。因此,将来充气轮胎的FEA研究应当使用在本研究中开发的表征轮胎帘线材料的技术。     

冷却工艺对轮胎外缘尺寸及性能的影响

研究冷却工艺对轮胎外缘尺寸及性能的影响。结果表明：自然冷却速率高于硫化后充气冷却速率,但硫化后充气冷却轮胎的尺寸均匀性、径向刚性和耐久性能均较高;延长硫化后充气时间、降低硫化后充气终点轮胎温度,有助于降低轮胎尺寸收缩率;单根帘线的张力需大于初始冷却温度下骨架材料的热收缩应力,随着硫化后充气压力提高,轮胎外缘尺寸呈增大趋势;硫化后充气轮辋宽度对轮胎的外缘尺寸影响较小;随着出模时间的延长,轮胎外缘尺寸减小,需要控制出模时间。     

不同骨架材料对轮胎接地印痕的影响

试验研究采用锦纶帘线、芳纶帘线以及芳纶与锦纶复合帘线作胎体帘布层或带束层骨架材料对轮胎接地印痕的影响。结果表明：采用相同帘线作胎体帘布层骨架材料、不同帘线作带束层骨架材料时,带束层帘线刚性越大,轮胎接地印痕长轴冠中长度越小,短轴长度越大,矩形率越大;采用锦纶帘线作胎体帘布层和带束层骨架材料的轮胎接地印痕形状与采用复合帘线作胎体帘布层和带束层骨架材料的轮胎相似;使用相同原材料（除骨架材料外）、采用相同工艺和模具硫化的轮胎,在相同充气压力、负荷和下沉量下,接地印痕面积比较接近。     

硫化后充气压力和时间对航空轮胎性能的影响

选取27×7.7－15航空轮胎作为研究对象,通过分析轮胎胎体帘线张力与充气压力的关系以及帘线收缩率、收缩力与温度的关系,并通过热电偶测温法测量轮胎硫化后充气过程中温度随时间的变化情况,确定轮胎最小硫化后充气压力设为200 kPa,可以保证轮胎在胎体温度为160～170 ℃时出模胎体帘线不产生热收缩;硫化后充气时间设定为1个硫化周期,可以保证轮胎冷却至环境温度。成品轮胎充气外缘尺寸及动态模拟试验验证了后充气压力和时间选取的合理性。     

带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响

通过成品轮胎室内试验及滚动阻力、静态刚性、接地印痕、六分力和动态冲击特性试验,研究带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响。结果表明：3种带束层钢丝帘线成品轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、高速性能和耐久性能均符合国家标准要求;带束层钢丝帘线主要影响轮胎滚动阻力、接地印痕形状和动态冲击特性,对静态刚性及六分力影响较小。     

工矿用全钢子午线轮胎胎侧起鼓机理分析及改善措施

分析了工矿用全钢子午线轮胎（简称工矿轮胎）胎侧起鼓的发生机理,并提出改善措施。工矿轮胎胎侧起鼓的原因主要有：花纹沟沟壁角度偏小,轮胎硫化时模具花纹沟挤压胎坯使花纹沟和花纹块位置胶料分布不均,导致胎体轮廓在花纹沟和花纹块位置形状不一致;轮胎成型时,有缝扇形块成型鼓的扇形块及其缝隙位置胎体帘线锁紧不一致,导致对应位置两钢丝圈之间的胎体帘线长度不一致;胎肩垫胶和胎圈填充胶的形状和尺寸不合适,胎肩处胎体轮廓曲率半径大,胎圈处胎体轮廓曲率半径小,轮胎充气时肩部变形大,加剧了花纹沟和花纹块位置胎体轮廓差异的影响。改善措施如下：在产品设计时增大花纹沟沟壁角度,减小模具花纹沟对胶料的挤压;采用无缝扇形块成型鼓生产,保证胎体帘线长度的一致性;优化胎肩垫胶和胎圈填充胶的形状和尺寸,减小胎肩处胎体轮廓曲率半径,增大胎圈处胎体轮廓曲率半径。经两种工矿轮胎使用验证,改善措施有效。     

胎体骨架材料对轿车子午线轮胎性能的影响

研究胎体采用聚酯帘布和钢丝帘线对轿车子午线轮胎性能的影响,探讨轿车子午线轮胎胎体采用钢丝帘线的优缺点。结果表明:与聚酯帘布轮胎相比,钢丝帘线轮胎强度性能、高速性能和低气压耐久性能提高;硬度因数减小,在相同轮胎质量下滚动阻力更低;横向刚性和纵向刚性均减小,驾乘舒适性更好;接地印痕面积更大,单位面积平均压力更小,轮胎的耐磨性能更好,制动性能更佳;在充气压力增大至350 kPa时,负荷性能更好,更有利于安全驾驶;采用1层钢丝帘布替代2层聚酯帘布可以降低成本。目前,轿车轮胎胎体骨架材料采用钢丝帘线仍存在许多问题需要解决。     

子午线轮胎一段成型用反包胶囊的研制

简介了子午线轮胎一段成型用反包胶囊的技术指标、结构设计、配方设计和制造工艺。试验结果表明，用聚酯帘线作为骨架材料的胶囊，其囊体厚度均匀，强度大，充气后尺寸稳定，反包结实，包边高度一致，胶囊使用寿命长。     

工程机械轮胎内冷却硫化工艺研究

选取18.00-25 40PR TL510规格轮胎进行不同硫化工艺测温试验,分析研究合适的内冷却硫化工艺条件。与传统过热水硫化工艺相比,内冷却硫化工艺是在内温过热水循环一段时间后切换为冷却水循环,同时提前关闭外温蒸汽,降低胎体帘线出罐时温度,减少轮胎从出罐到进行后充气期间的帘线收缩,并降低轮胎过硫度和硫化能耗,改善轮胎硫化均匀性,提高轮胎质量。     

国产高模量低收缩聚酯帘线在高性能轿车子午线轮胎中的应用

研究了国产尺寸稳定性较佳的高模量低收缩聚酯帘线 (简称DSP)在高性能轿车子午线轮胎中的应用。试验结果表明 ,国产DSP帘线的尺寸稳定性好 ,经耐久性和高速性能试验后轮胎外直径只比试验前膨胀 0 3%～ 0 5 % ,断面宽变化率绝对值为 0 2 %～ 0 7% ;其热收缩率小 ,在高温硫化下可以不用后充气 ;国产DSP帘线的强力保持率和滞后损失率均与进口 1X30帘线接近 ;试制的采用DSP轮胎的耐久性达到 2 0 0h ,高速性能达到 2 90km·h- 1 ,可满足V速度级别轮胎的性能要求     

改性锦纶66浸胶帘布在半钢子午线轮胎中的应用优势

介绍改性锦纶66浸胶帘布在半钢子午线轮胎中的应用优势。改性锦纶66帘线的断裂强力较大，干热收缩率在3．0％以下；用其制造轮胎，可省去后充气工艺，解决轮胎尺寸稳定性差和“平点”问题；经实际使用证明，改性锦纶66浸胶帘布轮胎的高速性能和耐久性均较好，其中耐久性优于同规格聚酯帘布轮胎。     

复杂工况下航空轮胎胎体帘线力学性能研究

基于某型号航空轮胎的几何尺寸与材料参数，采用有限元方法建立轮胎二维和三维有限元模型，研究不同充气压力和负荷下胎体帘线应力和轮胎变形规律。结果表明：随着充气压力增大，胎体帘线应力增大；随着负荷的增大，胎体帘线应力增大，最大应力出现在轮胎中心高度上的胎肩附近；充气后胎体帘线在中间产生凸起，加载后离地端帘线变形类似进一步充气，而接地端帘线中间位置与路面贴合，胎侧产生较大凸起。可通过结构设计改善航空轮胎骨架材料力学性能。     

改性锦纶66帘线假定伸张值的选取及其对轮胎性能的影响

以试验结果为依据,分析了用改性锦纶66帘线做胎体的轮胎采用不同的帘线假定伸张值,对轮胎充气后外缘尺寸和成品性能试验的影响。初步结果表明:我公司改性锦纶66帘线的假定伸张值选取范围在1.03~1.045为宜。当δ1在一定范围内取较大值时,轮胎充气后外缘尺寸较小,高速性能试验较好;当δ1在一定范围内取较小值时,轮胎充气后外缘尺寸较大,耐久性能试验较好。     

高温硫化无后充气聚酯轿车子午线轮胎的研制

高温无后充气硫化需采用尺寸稳定型聚酯帘线作轮胎补强材料，硫化介质用饱和蒸汽代替过热水，当１８０℃×３０ｍｉｎ热收缩率为２％以内时，其成型施工机头宽度在人造丝基础上增加４—６ｍｍ。为防止胶料返原，合成橡胶用量由１５％—４０％增加到３０％—６０％。室内外试验结果表明，高温无后充气硫化轮胎外缘尺寸虽然膨胀率大于人造丝胎体，但完全可满足设计要求，且实际应用时断面膨大率仅为０６％—０７％。高温强制硫化工艺在不增加设备投资和生产费用的情况下，可提高生产效率２倍以上     

子午线轮胎用聚酯增强材料生产与技术现状

随着轮胎生产技术的提高,轮胎用骨架材料对聚酯帘线的要求越来越高,普通聚酯帘线的使用量在不断下降,代之而起的是尺寸稳定的高模量低收缩聚酯帘线,这种聚酯帘线一直在加强其尺寸稳定性的改进。用高模低收缩聚酯工业丝加工的帘子布,具有高模量、高疲劳强度及良好的尺寸稳定性和     

斜交轮胎应用低收缩尼龙帘线取消硫化后充气

针对当前部分斜交轮胎采用硫化罐生产，探讨应用低收缩尼龙帘线，以取消硫化后充气工序，初步结果表明，采用此法后，轮胎的各项性能均与现生产的尼龙后充气轮胎基本相同或相近。