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-力学性能对有和没有硫化后充气轮胎的影响（一）

制造轮胎期间，要将轮胎从模具卸下后自然冷却到室温。实行硫化后冷却的方法能够明显地影响轮胎的整体性能。硫化后冷却期间，硫化后充气（PCI）作为有效的方法已被普遍应用于控制轮胎的尺寸和形状。然而，由于引入尺寸稳定的聚酯作为轮胎胎体帘线材料，PCI被认为是不必要的步骤，已从某些轮胎生产线省去该步骤。按照惯例，用PCI制造的轮胎叫做PCI轮胎，而不用PCI制造的轮胎叫做非PCI轮胎。对于在硫化后冷却期间经受不同负荷的轮胎来说，PCI轮胎和非PCI轮胎具有不同的特性，包括尺寸和接地印痕形状。比较特别的是，当使用相同的模具时，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会产生热收缩，所以非PCI轮胎比PCI轮胎具有更小的断面宽度和充气后的胎冠半径。另外，非PCI轮胎在使用中的尺寸变化比PCI轮胎的大。在本研究中，用相同的硫化模具制造有和没有PCI的试验用乘用轮胎（235／75R15），并进行一系列试验以确定这两类轮胎之间的差别。同时，用于轮胎骨架层的聚酯轮胎帘线的材料特性引入各种热-力学负荷履历，测定硫化后冷却过程对帘线性能的影响。然后，创立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。通过输入用材料表征法获得的帘线材料性能，用数值分析成功地预测了PCI轮胎和非PCI轮胎的轮廓和印痕。所得的分析结果与从试验轮胎测得的结果吻合。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

聚酯帘线的热-力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(二)

聚酯帘线的热-力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(二)     

轮胎帘线的现状及其发展前景

帘线是制造轮胎的一种重要材料,其作用是保持轮胎形状和尺寸的稳定性,抗机械损伤和支承负荷.帘线应满足轮胎所需的耐疲劳、耐冲击、抗变形等性能要求;帘线还对轮胎的乘坐舒适性、噪音、高速性能、滞后性能、脱层和使用寿命有重要影响.文中对轮胎帘线的现状、发展前景及其今后的研究课题进行了论述.     

钢丝轮胎帘线的现状及其发展趋势

帘线是制造轮胎的一种重要材料，其所起的作用是：保持轮胎形状和尺寸的稳定性，抗机械损伤和支承负荷；帘线应满足轮胎所需的耐疲劳、耐冲击、抗变形等性能要求；帘线还对轮胎的乘坐舒适性、噪音、高速性能、滞后性能、脱层和寿命有重要影响。本文拟对钢丝轮胎帘线的发展现状、发展趋势及其今后的研究课题作论述。     

跑气保用轮胎接地印痕的有限元分析与优化

利用有限元软件MSC.MARC对225/50R17跑气保用轮胎静负荷下的接地印痕进行分析和优化。结果表明,带束层宽度加大能改善接地压力分布,对接地印痕形状无明显影响;带束层帘线直径增大对接地印痕无优化作用;胎体层数对接地压力分布及形状影响很小;合理的外轮廓设计和材料分布能较好地优化轮胎接地印痕,满足设计要求。优化方案接地印痕的有限元计算结果与实测结果基本吻合。     

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。     

提高半钢子午线轮胎均匀性的措施

分析影响半钢子午线轮胎均匀性的主要因素,并提出相应技术措施。设计上,尽量保证同一系列轮胎的帘线伸张因数和胎体膨胀因数值相同,合理设计硫化胶囊,选择热收缩率小的胎体帘线;工艺上,减小胎面、胎侧和三角胶尺寸偏差,提高裁断精度和成型设备精度,合理设定成型工艺参数,各部件材料定点分布,严格控制各部件接头量和接头间距以及材料贴合对中度与胎坯外周长;硫化工序中防止胎坯变形,控制定型高度和后充气条件,检查硫化胶囊’提高模具加工精度和装配精度;检测室温控制为20～30℃,合理设置检测负荷、轮胎充气压力、转鼓直径和转速,并及时校正不平衡量。     

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。     

DSP和改性锦纶66帘线在子午线轮胎中的应用对比

以尺寸稳定型聚酯(DSP)和改性锦纶66帘线作为轿车和轻型载重子午线轮胎的胎体骨架材料,对比分析轮胎外缘尺寸和静负荷特性。结果表明,DSP胎体轮胎与改性锦纶66胎体轮胎相比,轮胎静态断面宽小;耐久性试验后,DSP胎体轮胎断面宽变化率小于改性锦纶66胎体轮胎;高速试验后,DSP胎体轮胎断面宽变化率大于改性锦纶66胎体轮胎;一定气压和负荷条件下,DSP胎体轮胎下沉率大,印痕面积小,接地区域单位面积平均压力大,轮胎硬度因数大。DSP胎体轮胎尺寸稳定性好,均匀性好,但操纵性和胎面耐磨性比改性锦纶66胎体轮胎稍差。     

轮胎帘线的生热

为了便于选择合适的轮胎胎体帘布层和带来层的补强材料,动态负荷的力学特性一起由尼龙６、尼龙６．６、普通聚酯、高模量低收缩聚酯、人造丝以及芳纶纤维确定,在本研究中手忙脚乱的帘线材料试样是几种经过模拟硫化加工的浸渍帘线．帘线生热直接从滞后回线中计算出来。按均等的帘布层强度核定各种试验结果。用这种方法很容易获得表示各种材料和负荷的绝对值的数据。     

我国轮胎工业对骨架材料的新要求

汽车轮胎的制造,离不开骨架材料。各种不同结构、性能和用途的轮胎,则需要各种不同材质、性能的骨架材料。目前,大量应用于轮胎制造的骨架材料主要有钢丝帘线、聚酯帘线和尼龙帘线,还有少量芳纶帘线。其中钢丝帘线多用于载重子午线轮胎,聚酯帘线多用于轿车子午线轮胎,尼龙帘线则多用于各种斜交轮胎。12004年回顾2004年在国家加强宏观调控的形势下,我国轮胎工业努力克服天然橡胶紧缺,合成橡胶、尼龙帘子布、炭黑以及煤电油运的大幅度涨价等困难,加快产品结构调整,加快发展子午线轮胎,努力开发新产品,积极开拓国内外两大市场,取得了较好的经济…     

聚酯与锦纶66帘布在轿车轮胎冠带中的应用对比

：对比研究聚酯与锦纶66帘布在轿车轮胎冠带中的应用。结果表明：与锦纶66帘线相比,聚酯帘线应用于轿车轮胎冠带中性能稍差,需要进行改善;性能改善后聚酯帘线的断裂强力和断裂伸长率均低于锦纶66帘线,初始粘合性能好,但在过硫和受热老化条件下更易降低,定负荷伸长率随着温度的升高从明显低于锦纶66帘线到逐渐与其接近;性能改善后聚酯帘布应用于H速度级别轮胎冠带是安全的,高速性能及高速耐久性能优于企业标准要求,但会牺牲轮胎的部分高速均匀性。     

轮胎静负荷印痕轮廓提取及测量方法研究

在总结印痕分析方法的基础上对轮胎静负荷印痕轮廓的提取和筛选方法进行改进，以提升轮胎静负荷印痕数据分析的准确性。通过对轮胎静负荷印痕图像噪声因素处理、二值化阈值选择以及轮廓提取后对轮胎静负荷印痕接地轮廓边界点集进行重构和使用Alpha-shape算法对轮胎静负荷印痕整体外轮廓形状进行重构等，将轮胎静负荷印痕长度分析值与实测值的相关因数从0.81提高至0.99。