热分析与热力耦合分析的轮胎模具温度场分布

以63.5#硫化机使用的1188型号的轮胎模具为例,模具的型腔由硫化12R22.5规格轮胎的花纹块与上、下侧板组合而成,以此模具结构为模型,利用ANSYS有限元分析软件,对模具结构进行了热分析、热力耦合分析与结构应力分析,热分析过程中只考虑硫化机的加热源对模具温度场分布的影响,热力耦合分析考虑了热源与受力同时作用下,模具型腔温度和应力的分布情况。以热分析与热力耦合分析的结果为依据,从模具平均温度、花纹块温度、花纹块上、下端温差等方面对2种方法的效果进行了对比,给出结构应力分析的模具型腔应力分布曲线与热力耦合分析的模具型腔应力分布曲线。     

基于热力非耦合数值模拟的轮胎模具结构优化

以1188型号轮胎模具为例,运用ANSYS软件对模具进行热分析与结构应力分析,得出模具热分析与结构应力分析的结果。以改善模具型腔内温度的均匀性和花纹块上的温度分布为模具结构的优化目标,提出了改变花纹块与弓形座之间接触方式的模具结构调整方案,并对改进后的模具结构进行应力分析与热分析。结果表明:改变花纹块与弓形座的接触方式后,花纹块上、下两端的温差由1.933℃减小为0.01℃,模具型腔温差由2.319℃减小至0.989℃,模具型腔温度均匀性好;同时,花纹块上、下两端拐角处的应力值明显减小,应力集中也有明显改善,有利于提高硫化轮胎的使用性能和延长其使用寿命。     

圆锥面与斜平面轮胎模具传热模拟分析

介绍了圆锥面与斜平面轮胎模具的结构特点,以Y1188壳体9.00R20、12.00R20的2种规格模具为例,利用Abaqus软件对2种规格的圆锥面与斜平面轮胎模具进行传热模拟分析。结果表明:9.00R20规格的轮胎模具型腔温度分布要优于12.00R20规格的轮胎模具,斜平面轮胎模具型腔温度分布要优于圆锥面轮胎模具,与斜平面轮胎模具相比,圆锥面轮胎模具升温快,9.00R20和12.00R20规格的圆锥面轮胎模具分别比对应的斜平面轮胎模具达到轮胎硫化要求温度的预热时间减少26 min和20 min,模拟结果为合理的选择轮胎模具进行轮胎硫化提供理论指导。     

底座滑板结构对花纹块温度分布的影响

轮胎模具型腔温度分布的均匀性对硫化轮胎质量非常重要,模具结构设计上的差异会使花纹块的温度分布出现较大的温差,这种温差将导致硫化轮胎的胎面质量不均匀,从而影响轮胎性能。利用ADINA有限元软件,针对全钢轮胎模具底座滑板结构,对花纹块温度分布进行了模拟分析,结果表明:底座滑板结构的变化,对12.00R20规格的轮胎模具结构影响较大。     

轮胎活络模具弓形座的参数优化设计与传热模拟分析

利用Solid Works和ANSYS Workbench构建的协同仿真优化平台,对轮胎模具的重要零件弓形座进行静力学分析。分析了弓形座在一定压力状态下的应变,找到其工作的危险部位;运用ANSYS Workbench软件平台的DOE模块,以弓形座的3个主要尺寸作为设计变量,以其质量、最大等效应力作为目标函数进行优化设计;将活络模具结构更新,进行传热模拟分析,得到模具型腔内部的温度分布。结果表明:在满足强度条件下,改进后的弓形座重量减轻,模具型腔内部温差减小,有利于轮胎硫化的质量。     

活络模具结构影响轮胎温度场的模拟分析

建立9.00R20轮胎模具的三维模型,为分析活络模具结构对轮胎温度场的影响,通过应用ANSYS Workbench有限元软件对轮胎活络模具温模过程进行了数值模拟分析,获得轮胎胎面的温度场分布,并据此提出改进模具的结构,解决轮胎胎面存在温差的现象.结果表明:与原模型相比,不同模具结构对轮胎温度场的影响不同,通过改进模具结构,使轮胎胎面的温差减小,同时缩短轮胎的硫化时间,节约能耗,降低成本.     

轮胎模具结构研究现状及分析

从轮胎模具的发展与研究现状介绍了轮胎两半模具与活络模具的结构,对比了斜平面式活络模具和圆锥面式活络模具的结构和装配特点,模具零件变形和磨损对硫化后轮胎的外观影响,说明了模具热板式和蒸锅式的加热方式在轮胎硫化过程中的热传导路线。还论述了模具结构有限元分析的步骤,从减轻模具质量、缩小模具体积、缩短模具温模时间、改善模具型腔温度分布均匀性、解决轮胎表面胶毛和轮胎胶边与错花外观质量等方面,介绍了轮胎模具结构改进的方法,以期对后续的轮胎模具研究工作有一定的借鉴和启发作用。     

钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析

等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。     

基于正交法的结晶型聚合物塑件型腔残留应力分析

利用Moldflow软件,结合正交方法和方差及显著性分析,研究了模具温度、熔体温度、保压时间和冷却时间对以结晶型聚合物为材料的手机后盖型腔残留应力的影响。模拟结果表明:塑件厚度方向上的型腔残留应力为拉应力。试验发现对结晶型聚合物塑件,模具温度对结晶型聚合物塑件的型腔残留应力影响显著,其余因素对塑件的型腔残留应力影响不大,原因在于模具温度影响了结晶型聚合物塑件的结晶过程,使得塑件在冷却过程中的应力得以释放。经正交法优化后的工艺参数为:模具温度20℃、冷却时间10 s、熔体温度220℃、保压时间20 s,优化后的型腔残留应力为21.80 MPa,较优化前降低了15.8%。     

钢质同步环模具开裂原因分析

对开裂失效模具的断口形貌及显微组织进行了分析。结果表明:模具材料存在缩口、疏松等冶金缺陷,电火花加工后的变质层,在成形过程中齿形型腔受径向拉应力且分布集中是凹模发生早期开裂现象的主要原因。对模具的应力状态进行了分析,提出了组合凹模的方法以提高模具使用寿命。