全钢子午线轮胎活络模磨损模型的研究

论文摘要

斜平面导向活络模具是轮胎硫化的主要装备,由于中套耐磨板与弓形座之间的配合,在模具开合过程中机构运行平稳,但随着模具开合次数的不断增加,中套耐磨板与弓形座之间就会产生磨损,使中套耐磨板的耐磨层厚度逐渐减少,从而引起花纹块立面产生间隙,导致轮胎出现胶边,影响轮胎质量。胶边的产生有许多原因,主要有模具零件加工精度的原因、装配精度的原因、零件间相互磨损而产生的原因,前两者原因是可以通过提高加工、装配的质量保证的,而零件间的磨损是轮胎模具的自然过程,是必然产生的。因此,在轮胎模具出厂时满足质量要求的前提下,实时监控由于磨损而导致轮胎产生胶边的时机,从而提出解决的方案就显得十分必要。结合本人在模具生产企业的实习经验以及有限元分析软件Deform的模拟,本文主要对以下几个方面进行了研究:（1）从斜平面导向活络模的结构、运动、准配准则及试压检测要求等几个方面论述了活络模的加工要求及使用性能;详细的总结了斜平面导向活络模在硫化生产中容易出现的问题及相应的解决措施。（2）通过有限元分析软件Deform-3D的模拟,分析总结了磨损量与修正系数a、b、c、磨损系数K、开合次数、硬度、材料、Bottom Die移动速度以及温度间的关系,为建立磨损模型打下了坚实的基础。（3）通过UG建立斜平面导向活络模中套耐磨板及弓形座的三维造型,将其导入到Deform-3D中并根据真实工况设置边界条件进行磨损模拟,最终确定磨损系数K的值。（4）根据均匀设计理论,将修正系数a、b、c设计为十二水平。结合回归分析理论及Deform的模拟最终确定修正系数的值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 轮胎行业发展趋势
• 1.1.2 轮胎活络模发展趋势
• 1.2 课题研究的现状
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 课题研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 子午线轮胎斜平面活络模具分析研究
• 2.1 活络模具的分类及性能对比
• 2.2 斜平面导向活络模具的结构及运动分析
• 2.2.1 斜平面导向活络模具的结构分析
• 2.2.2 斜平面导向活络模具的运动分析
• 2.3 斜平面导向活络模具加工要求分析
• 2.4 斜平面导向活络模具的装配及试压检测
• 2.4.1 斜平面导向活络模具的装配
• 2.4.2 斜平面导向活络模具的试压检测
• 2.4.2.1 全钢斜平面导向活络模具的试压检测
• 2.4.2.2 半钢斜平面导向活络模具的试压检测
• 2.5 斜平面导向活络模具硫化时易出现的问题及解决措施
• 2.5.1 溢料
• 2.5.2 胎侧两面不对称
• 2.5.3 花纹出现圆角、明疤
• 2.5.4 胎面不洁，出现麻面
• 2.5.5 出现局部海绵体现象和欠硫
• 2.5.6 活络模安装不上硫化机
• 2.5.7 活络模压半成品
• 2.5.8 联接螺栓断裂
• 2.5.9 活络模脱模困难
• 2.5.10 上卡盘与锥形盘处蒸汽泄漏
• 2.5.11 排气孔不通
• 2.5.12 活络模损伤
• 2.6 中套耐磨板磨损深度与花纹块立面间隙的关系
• 2.7 本章小结
• 3 基于 Deform-3D 的活络模磨损规律分析研究
• 3.1 Deform-3D 简介
• 3.1.1 前处理器
• 3.1.2 求解器
• 3.1.3 后处理器
• 3.2 Archard 磨损模型简介
• 3.3 磨损量与修正系数a、b、c 的关系
• 3.3.1 磨损量与修正系数a 的关系
• 3.3.2 磨损量与修正系数b 的关系
• 3.3.3 磨损量与修正系数c 的关系
• 3.4 磨损量与磨损系数 K 的关系
• 3.5 磨损量与开合次数的关系
• 3.5.1 不同开合次数模拟
• 3.5.2 规律总结
• 3.6 磨损量与硬度的关系
• 3.6.1 磨损量与弓形座硬度的关系
• 3.6.2 磨损量与中套耐磨板硬度的关系
• 3.7 磨损量与材料类型的关系
• 3.7.1 磨损量与弓形座材料的关系
• 3.7.2 磨损量与中套耐磨板材料的关系
• 3.8 磨损量与中套耐磨板移动速度的关系
• 3.9 磨损量与温度的关系
• 3.10 本章小结
• 4 中套耐磨板及弓形座磨损模型的建立
• 4.1 基于 UG 的三维造型的建立
• 4.1.1 UG 简介
• 4.1.2 中套耐磨板的三维造型
• 4.1.3 弓形座的三维造型
• 4.1.4 三维造型的导出
• 4.2 磨损模型边界条件的设置
• 4.2.1 磨损模型的导入
• 4.2.2 模拟步数、时间增量及算法的设置
• 4.2.3 Workpiece 边界条件的设置
• 4.2.3.1 材料的设置
• 4.2.3.2 网格的划分
• 4.2.3.3 接触设置
• 4.2.3.4 硬度设置
• 4.2.4 Bottom Die 边界条件的设置
• 4.2.4.1 材料的设置
• 4.2.4.2 网格的划分
• 4.2.4.3 运动设置
• 4.2.4.4 边界条件设置
• 4.2.4.5 硬度设置
• 4.2.5 Top Die 边界条件的设置
• 4.3 Inter-object 设置
• 4.4 数据生成
• 4.5 磨损系数的确定
• 4.6 本章小结
• 5 Archard 模型修正系数回归分析
• 5.1 均匀设计
• 5.1.1 均匀设计概述
• 5.1.2 均匀设计的提出
• 5.1.3 均匀设计的原理
• 5.1.4 均匀设计理论的发展
• 5.1.5 均匀设计的优点
• 5.1.6 均匀设计与正交设计的比较
• 5.1.7 均匀设计的操作过程
• 5.2 三因素十二水平的设计
• 5.3 十二水平的模拟
• 5.4 回归分析
• 5.4.1 SPSS 简介
• 5.4.2 SPSS 回归分析
• 5.5 修正系数a、b、c 值的计算
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录