全塑輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計及成型工藝的研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步，輪胎行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，但也面臨更多的挑戰(zhàn)。目前，市場上應(yīng)用的主要為子午線輪胎和斜膠輪胎，作為傳統(tǒng)橡膠充氣輪胎不可避免的存在一些難以解決的問題，如扎刺爆胎、胎壓控制困難、制造成型復(fù)雜等。因此，國內(nèi)外各大公司及研究團(tuán)隊都已開展新型高性能輪胎的研究，塑料輪胎應(yīng)運(yùn)而生，塑料輪胎具有密度小，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高和安全性高等優(yōu)勢。本課題以全塑輪胎為研究對象，分別從成型、結(jié)構(gòu)及材料三方面對全塑輪胎進(jìn)行相關(guān)前沿性研究，對以后塑

2、料輪胎的發(fā)展提供一定的研究基礎(chǔ)。具體工作如下:
　　1、針對全塑輪胎成型，提出了3D打印及注塑成型方式，并進(jìn)行了可行性分析。對于3D打印成型，應(yīng)用3D打印技術(shù)中的熔融沉積成型方法(FDM)和選擇性激光燒結(jié)成型方法(SLS)打印輪胎模型，研究了兩種3D打印輪胎的成型精度。同時，進(jìn)行3D打印不同取向成型的研究，并與注塑成型對比。結(jié)果表明:SLS成型精度高于FMD;3D打印成型與注塑成型相比，力學(xué)性能的缺陷是制約其在塑料輪胎行業(yè)發(fā)展的主

3、要因素。
　　2、以輻板式全塑輪胎為對象，以實(shí)現(xiàn)注塑成型為目的，應(yīng)用ABAQUS分析軟件，對輻板式全塑輪胎的輪輻數(shù)進(jìn)行了數(shù)值優(yōu)化，考察輪輻數(shù)對輪胎力學(xué)強(qiáng)度、下沉量以及接地性能的影響。結(jié)果表明:輪輻數(shù)量為30時，輪胎性能評價較好，為最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　3、針對塑料輪胎注塑成型，應(yīng)用Moldflow模流分析及Moldflow-digimat-ABAQUS聯(lián)合仿真技術(shù)對輪胎注塑系統(tǒng)的澆口數(shù)量及位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。研究表明:綜合了模流

4、分析和聯(lián)合仿真技術(shù)，考慮了成型、性能等條件，內(nèi)部四澆口設(shè)計填充時間短、溫度分布較為合理、翹曲變形最小，設(shè)計更為合理，為最優(yōu)方案。
　　4、利用Moldflow模流分析軟件，研究成型工藝參數(shù)對輪胎精度的影響，采用單因素方法研究不同工藝對輪胎精度的影響，優(yōu)化工藝條件。并采用正交模擬分析方法，找到各工藝參數(shù)對輪胎塑料變形的影響程度。研究結(jié)果表明:輪胎成型的最佳工藝條件為冷卻時間15s、保壓壓力為充填結(jié)束壓力的80％、熔體溫度285℃和模