轮胎活络模具温模过程的热、力非耦合数值模拟分析

摘要

轮胎活络模具是轮胎硫化的主要装备，正确地控制模具型腔内部的温度分布和模具的温模时间，对轮胎产品的性能和生产成本有很大的影响。本文主要以1188壳体9.00R20和10.00R20轮胎活络模具的温模过程为例，从减小模具型腔温差和缩短模具温模时间两个方面着手，通过应用ABAQUS有限元模拟软件，对活络模具温模过程进行热、力数值模拟分析，得到型腔内部的温度-时间数据以及工况载荷作用下的模具结构应力应变数据，并根据温度传递规律，提出改进方案，以达到减小花纹块温差和缩短模具温模时间的效果。主要开展以下工作：
　　(1)对9.00R20轮胎活络模具进行轴对称和三维传热模拟以及工况载荷下的应力应变的模拟分析；
　　(2)根据活络模具在温模过程中温度传递的规律，尝试通过改变中套汽室的大小、底座耐磨板的大小、弓形座的张角大小、弓形座和花纹块的接触方式以及上、下热板的热水温度等几种方案对模具结构进行调整，利用ABAQUS模拟软件进行模拟分析，得出型腔内部的温度-时间数据，找出传热性能更好的模具结构与工艺方案：
　　(3)对传热过程影响明显的结构改进方案进行工况载荷下的应力应变的模拟分析，以验证方案的可行性；
　　(4)对10.00R20轮胎活络模具进行温模过程的传热模拟分析，得出型腔内部的温度-时间数据。并参考对9.00R20轮胎活络模具传热过程影响明显的几种方案进行结构改变，通过模拟分析对比两种型号模具的传热性能。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1 轮胎模具行业的发展现状及趋势

1.1.2 轮胎模具的介绍

1.1.3 斜平面导向活络模的介绍

1.2 课题研究的现状

1.3 课题研的意义

1.4 课题研究的内容及设计思路

1.4.1 课题研究的内容

1.4.2 课题的研究方案及思路

1.5 本章小结

2 所用软件的介绍

2.1 UG软件简介

2.2 ABAQUS软件简介

2.2.1 ABAQUS传热计算的理论基础

2.2.2 ABAQUS应力应变计算的理论基础

2.3 本章小结

39.OOR20斜平面轮胎活络模具的分析研究

3.19.OOR20轮胎活络模具轴对称结构的传热模拟

3.2 加胶料后的轮胎活络模具轴对称结构的传热模拟分析

3.3 工况载荷作用下的轴对称问题的应力应变模拟分析

3.4 三维轮胎活络模具的传热模拟分析

3.5 加胶料后的三维轮胎模具的传热模拟分析

3.6 工况载荷作用下的三维轮胎模具应力、应变模拟分析

3.7 本章小结

49.OOR20改进方案的传热效果分析

4.1 对加大中套汽室的空间面积的模型进行模拟分析

4.1.1 第一种汽室改变方案

4.1.2 第二种汽室改变方案

4.1.3 总结改变中套汽室

4.2 将底座耐磨板加大

4.3 改变弓形座的张角大小

4.3.1 将弓形座由33°变为25°

4.3.2 将弓形座由33°变为36°

4.3.3 总结改变弓形座大小方案

4.4 改变弓形座和花纹块的接触方式

4.4.1 建立模型并分析

4.4.2 改进模型的受力分析

4.4.3 结论

4.5 改变上、下热板的温度

4.5.1 建立模型并分析

4.5.2 结论

4.6 总结

510.OOR20轮胎活络模具的模拟分析

5.110.OOR20现有模具结构的传热模拟分析

5.210.OOR20模型改变结构后进行热传导的模拟分析

5.2.1 改变弓形座和花纹块的接触方式

5.2.2 改变弓形座的张角大小

5.3 总结

6 总结与展望

参考文献

致谢

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