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工程翻新轮胎优化翻新工艺提高性能

来源: 重庆理工 浏览量: 时间:Nov 21, 2020

信息摘要:

为了深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆的失效形式,构建了工程车辆翻新轮胎计算机几何模型、与地面接触模型、有限元模型,

    为了深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆的失效形式,构建了工程车辆翻新轮胎计算机几何模型、与地面接触模型、有限元模型,数值模拟分析了胎面层、缓冲层、带束层、胎体层、胎侧层、趾口胶层等各层的应力及剪应力分布状况,获得了如下主要结论;工程翻新轮胎的带束层所受应力最大,胎体层次之,带束层与胎体层应力分布规律相近,胎面层和缓冲层所受应力相对较小;带束层所受剪切应力最大,其次为胎体层,缓冲层的剪切应力较胎面层稍大,而缓冲层剪切力与带束层剪切力相差较大,二者存在较大梯度。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析提供理论指导。关键词:工程翻新轮胎;有限元;各层应力;各层剪切应力。

    近年来,矿山开采、建筑施工等行业发展迅速,使工程车辆轮胎的需求量与日俱增。工程车辆轮胎通常在露天矿采区作业,承载大、起动频繁及制动多、受尖锐石块等冲击力大,导致工程轮胎的使用寿命较短,并由此产生大量的废旧轮胎。因此,将废旧工程轮胎进行二次翻新再利用可进一步延伸工程轮胎的使用寿命,有利于节约橡胶资源和促进绿色环保,使“黑色污染”有效转化为“黑色能源”0-3。目前,我国和国外发达国家如美国、日本、韩国)的研究主要集中在轮胎翻新行业状况及相关政策分析、载重车辆轮胎翻新工艺装备系统研制、载重车辆轮胎翻新工艺技术、载重车辆翻新轮胎成品质量评价、翻新载重车辆轮胎胎面改性增强技术等方面,对工程车辆翻新轮胎使用中呈现出的宏观及微观力学性能研究较少4一日。例如:W.B.Thoma对美国轮胎的翻新状况进行了全面分析;Ji-WonJang等叨对废旧轮胎在美国、日本、韩国的回收处理状况进行了全面分析;SvetlanaDabi-ostoji6回应用贝叶斯网络数学法研究了轮胎翻新工艺;杨得兵四对大型工程机械轮胎预硫化轮胎翻新工艺进行了研究;高孝恒叨对提高工程机械轮胎翻新胎面胶质量进行了探讨;张华知等叫进行了螺旋纳米碳纤维对天然橡胶补强性能的研究。工程轮胎翻新基础技术缺乏,其在使用过程中经常出现胎面不耐磨、易崩花掉块,甚至出现胎面脱层、被压爆及刺爆的损坏形式,严重影响其推广应用。为此,本文通过构建工程翻新轮胎计算机几何模型、有限元分析模型,定性、定量描述和评价工程翻新轮胎各层应力、剪应力特性,为工程翻新轮胎的性能提高和翻新工艺的优化提供理论指导。工程车辆翻新轮胎计算机几何模型

    本文以26.5R25工程车辆翻新轮胎为主要研究对象,其材料分布如图1所示。应用Pro/EWildfire软件折弯等特征构建的三维几何模型如图2所示,构建的接地工况三维装配模型如图3所示,主要由胎面层、缓冲胶层、胎侧层、趾口胶层、钢丝圈层及地面组成2-4。本文研究的工程翻新轮胎胎面花纹沟较窄花纹沟面积仅占胎面
    工程轮胎翻新优化

    总面积的5%左右),将胎面花纹对性能的影响忽略不计,故将花纹简化处理掉。1.胎面层;2.缓冲胶层;3.带束层;4.胎体层;5.胎侧层;6.趾口胶层;7.钢丝圈图1工程车辆翻新轮胎材料分布。
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工程轮胎翻新优化
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    工程轮胎翻新性能优化结论

    1)工程防爆轮胎翻新的带束层所受应力最大,胎体层次之,带束层与胎体层应力分布规律相近,胎面层和缓冲层所受应力相对较小。这表明,工程翻新轮胎胎体层和带束层是其主要承力部件,建议在进行翻新前,严格检测旧胎体中带束层钢丝而缓冲层剪切应力与带束层剪切应力相差较大二者存在较大梯度。建议翻新前加强胎体层及带束层的质量检测,翻新时要增强带束层与缓冲层的黏合强度。

    2)工程翻新轮胎各层应力及剪切应力分布规律可为翻新轮胎翻新工艺、失效损坏机理及使用寿命提高提供参考。

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