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宽基轮胎成型过程仿真分析及其胎体帘线弯曲机理研究
摘要
本文主要研究了宽基轮胎的成型过程仿真分析和胎体帘线弯曲机理，并在此基础上对宽基轮胎的设计和制造提出了相应的建议和措施。为了实现这一目标，我们首先对宽基轮胎的结构和特点进行了介绍，然后分析了宽基轮胎成型过程中的困难和挑战，接着在LS-DYNA软件平台上进行了宽基轮胎成型过程的数值模拟，并探讨了帘线弯曲机理和影响因素。最后，我们根据研究结果提出了相应的建议和措施，为宽基轮胎的设计和制造提供了有益的指导。
关键词：宽基轮胎；成型仿真分析；帘线弯曲机理；LS-DYNA
Abstract
Thispapermainlystudiesthesimulationanalysisoftheformingprocessofwide-basetiresandthebendingmechanismoftireplycords.Basedonthis,correspondingsuggestionsandmeasuresareproposedforthedesignandmanufactureofwide-basetires.Inordertoachievethisgoal,wefirstintroducethestructureandcharacteristicsofwide-basetires,thenanalyzethedifficultiesandchallengesintheformingprocessofwide-basetires,andthencarryoutnumericalsimulationoftheformingprocessofwide-basetiresontheLS-DYNAsoftwareplatform,andexplorethebendingmechanismandinfluencingfactorsoftireplycords.Finally,weproposecorrespondingsuggestionsandmeasuresbasedontheresearchresults,whichprovidebeneficialguidanceforthedesignandmanufactureofwide-basetires.
Keywords:wide-basetire;formingsimulationanalysis;bendingmechanismofplycords;LS-DYNA
一、引言
宽基轮胎是指其宽度大于等于355mm的轮胎，与传统的窄胎相比，它具有更大的接地面积、更好的操控性、更高的荷载能力和更小的滚动阻力等优点，在商用车辆、农用机械、工程机械等领域得到越来越广泛的应用。因此，研究宽基轮胎的成型过程和帘线弯曲机理对于提高其性能和可靠性具有重要的意义。
二、宽基轮胎成型过程的困难和挑战
宽基轮胎的成型过程涉及到多种工艺和材料，如轮胎芯、帘线、橡胶配方等，在各环节中都存在一些困难和挑战。
2.1轮胎芯的设计和生产难度较大
宽基轮胎的芯体积较大，且要求较高的内部质量和强度，需要采用高精度的成型设备和专业的工艺流程，生产难度较大。
2.2帘线的布置和空气压力的控制需要考虑多种因素
帘线是支撑轮胎形状和承载荷载的重要部件，其布置和张力需要严格控制，同时还需要考虑帘线之间的空气流动和压力分布等因素，这增加了成型过程的难度。
2.3橡胶材料的配方和加工对轮胎性能影响较大
宽基轮胎的橡胶配方要求具有较好的弹性、耐磨性、抗老化性等性能，且需要考虑与其他材料和工艺的兼容性，这对轮胎的成型和性能有很大的影响。
三、宽基轮胎成型仿真分析
为了研究宽基轮胎成型过程的工艺特点和影响因素，我们使用LS-DYNA软件进行了数值模拟，并分析了模拟结果。
3.1LS-DYNA软件简介
LS-DYNA是一款用于模拟大变形、大变形和破坏过程的有限元分析软件，它广泛应用于汽车、航空航天、工程、建筑等领域，可以模拟多种材料和工艺，提供快速、准确的仿真分析。
3.2宽基轮胎成型仿真分析结果
在LS-DYNA中，我们建立了宽基轮胎的有限元模型，并进行了注塑成型的仿真分析，得到了模拟结果如下图所示。从图中可以看出，在成型过程中轮胎芯的压缩变形和帘线的拉伸变形较为明显，这说明宽基轮胎成型过程中轮胎芯和帘线的布置和设计非常重要。
图1.宽基轮胎成型仿真分析结果
四、胎体帘线弯曲机理研究
胎体帘线是由多根钢丝拧合而成的，起到支撑和承载轮胎的作用。在成型过程中，胎体帘线的弯曲和张力会对轮胎的形状和性能产生影响。
4.1帘线弯曲机理
在成型过程中，胎体帘线会被弯曲成圆弧形状，并对轮胎形状产生影响。帘线的弯曲半径和张力会受到多种因素的影响，如橡胶硬度、胎体几何形状、帘线布置和张力等。
4.2帘线弯曲