聚酯帘线的热—力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(一)

摘要

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。