某雙組分胎面膠共擠出脹大成型過程數(shù)值模擬.pdf

1、輪胎胎面是汽車輪胎的主要組成部分，在汽車的行駛中起著減緩顛簸，抗擊沖擊、震動(dòng)等重要作用，直接影響著汽車在行駛過程中的安全可靠性。傳統(tǒng)的胎面膠共擠出口模采用“試差法”設(shè)計(jì)，由于缺乏理論依據(jù)，口模設(shè)計(jì)難以達(dá)到預(yù)期效果。通過數(shù)值模擬某雙組分胎面膠共擠出脹大成型過程，得到膠料熔體共擠出過程流動(dòng)規(guī)律，有利于生產(chǎn)中工藝參數(shù)的自動(dòng)控制，并為口模設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　 本文首先分析了幾種典型聚合物熔體流動(dòng)的本構(gòu)方程及其基本應(yīng)用范圍，結(jié)合所模擬

2、的某雙組分的胎面膠在實(shí)際生產(chǎn)中擠出脹大率參數(shù)，運(yùn)用Tanner經(jīng)驗(yàn)公式，通過比較選擇PTT粘彈性本構(gòu)方程作為本文數(shù)值模擬的本構(gòu)模型。同時(shí)，分析了聚合物溶體流動(dòng)的控制方程并對控制方程組進(jìn)行了有限元離散，確定了數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了聚合物共擠出脹大成型過程數(shù)值模擬的總體技術(shù)路線，為數(shù)值模擬解決技術(shù)上難題。
　　 在胎面膠生產(chǎn)工藝參數(shù)下，運(yùn)用PTT粘彈性本構(gòu)模型對某雙組分胎面膠共擠出脹大成型過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了相應(yīng)的速度場、

3、壓力場、剪切速率場、胎面膠離模脹大以及形變情況。重點(diǎn)分析了不同截面的熔體壓力降、定型段與自由擠出段上X、Y、Z方向的速度分布云圖以及剪切速率的變化。研究表明，胎面膠共擠出成型過程產(chǎn)生了顯著脹大，壓力降主要產(chǎn)生于預(yù)口型出口附近，共擠出過程速度、剪切速率逐漸分布均勻，但在定型段出口處的速度、剪切速率存在明顯的增大。
　　 分析了不同壁面滑移系數(shù)、上流道熔體流量比對胎面膠共擠出脹大成型過程的影響。在給定流量參數(shù)下，通過設(shè)置不同的壁面滑

4、移系數(shù)，研究其對擠出胎面膠產(chǎn)品形狀、擠出脹大率、兩種膠料在流道內(nèi)壓力降、不同截面速度分布以及剪切速率的影響;通過給定兩種膠料總流量，分析兩種膠料在不同百分比例下對胎面膠共擠出成型的影響，研究胎不同擠出工藝參數(shù)(流量)下，共擠出胎面膠產(chǎn)品的變化，主要比較了形狀、擠出脹大率、兩種膠料在流道內(nèi)壓力降的差別以及不同截面速度、剪切速率的分布情況。數(shù)值模擬結(jié)果表明，滑移系數(shù)越大，熔體速度分布差異性越大，產(chǎn)品的擠出脹大率也越大。上流道流量比減小時(shí)，產(chǎn)