论文部分内容阅读
中套是保证轮胎模具合模精度的核心部件。本文以轮胎模具中套结构在实际工况中发生的翘曲变形、断裂及疲劳破坏等问题为课题的切入点,应用理论力学、材料力学及弹性力学相关知识,建立中套的力学模型,推导中套的强度、刚度计算公式。运用有限元分析软件ABAQUS对中套结构进行有限元分析,模拟中套在轮胎硫化过程中发生的应力应变,运用FE-safe软件对中套进行疲劳寿命分析。系统的建立中套设计的设计原则、设计方法及设计理论,为轮胎活络模具制造厂家提供理论指导,使轮胎模具设计由目前的依靠经验设计转化为更加系统化、科学化、规范化、理论化、标准化的理论设计。本文以全钢轮胎活络模具中套结构为研究对象,论述了中套加工技术要求及加工工艺。通过对中套进行受力分析,并根据弹塑性力学相关知识,建立等厚度圆筒应力计算公式与轮胎模具中套应力计算公式之间的联系;推导出中套的强度刚度计算公式,并以等厚度圆筒理论最小厚度做为中套的理论最小厚度的参考。运用分析软件ABAQUS,对不同材料、导向角的中套进行热力耦合有限元分析,发现以40Cr为材料及导向角越小的中套所承受的应力、应变最小;对不同材料、结构的中套进行温度传热模拟分析,发现材料为Q235和适当增加汽室受热面积的中套硫化效果更为理想;对弓背面配合形式及区块化汽室的模拟分析,发现弓背面配合形式的轮胎模具和精准控制的区块化汽室中硫化效果更为理想。通过将ABAQUS的热力耦合模拟结果导入FE-safe进行疲劳寿命分析,分析不同材料、导向角中套对其疲劳寿命产生的影响,发现以40Cr为材料、导向角越小的中套寿命更长,安全系数更高。有限元疲劳寿命分析不仅可以得到中套的疲劳寿命,还可以明确中套疲劳寿命较低的部位,为提高中套的抗疲劳性能指明优化方向。