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橡胶支座检测频率 温度及频率对轮胎橡胶材料生热率的影响 导读：就爱阅读网友为您分享以下“温度及频率对轮胎橡胶材料生热率的影响”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92的支持! 第6期何　燕等. 温度及频率对轮胎橡胶材料生热率的影响323 温度及频率对轮胎橡胶材料生热率的影响 何　燕1, 刘　丽1, 马连湘1, 孙效俭2 (1. 青岛科技大学机电工程学院, 山东青岛　266061; 2. 山东海化股份有限公司天祥化工厂, 山东寿光　262737) 　　摘要:研究子午线轮胎用10种胶料的生热特性。通过试验测定10个部位胶料的动态力学特性值, 分别得到其生热率-温度和生热率-频率变化曲线; 然后进行二元回归分析, 得到各胶料生热率随温度和频率变化的关系式。所得关系式可用于轮胎温度场滞后热源的定量分析。 　　关键词:轮胎; 胶料; 生热率; 温度; 频率; 二元线性回归 　　中图分类号:T Q330. 7; U463. 341　　文献标识码:B 　　文章编号:1006-8171(2006) 06-0323-06 　　轮胎生热是由胶料的重复变形引起的。由于 轮胎结构的复杂性, 不同部位胶料产生的热量不同, 为了使轮胎断面温度分布合理, 各部位所用胶料的力学性能应有所不同。研究轮胎各部位胶料的生热特性, 在温度场分析中, 可以用有限元法将其离散到各个节点上计算得到整个轮胎断面的温度场分布, 为轮胎结构和配方设计提供依据。本工作对子午线轮胎各部位胶料的生热率与温度和频率的关系进行研究。1　轮胎滞后生热机理 由于粘性阻力的存在, 负荷下运转的轮胎胶料和帘布层受力产生的是粘弹性变形。弹性变形在周期运转下可以恢复, 但粘性变形不能恢复, 它被吸收而转变成热, 成为轮胎温度升高的滞后热源。滞后热源引起的温度升高将导致硫化胶化学和物理性能下降, 严重时还会引起轮胎爆破。由于橡胶材料动态力学性能呈现非线性和粘弹性, 人们只能用近似的方法来确定这种热源。 滞后热源与材料的种类、材料所受的周期性应力的大小和频率以及材料所处的温度环境等因素有关。 根据轮胎滞后生热数学模型, 得到每个滚动周期轮胎所产生的热量(Q ) 如下[5]: Q =πε0E ′tan δ(1) 式中, ε0为应变振幅, E ′为储存弹性模量, tan δ为 作者简介:何燕(1973-), 女, 山东青州人, 青岛科技大学讲师, 。 2 [1～4] 损耗因子。 由轮胎的滚动速度(v ) 和轮胎直径(D ) 可确定轮胎的滚动周期(t ) t ==ωv 示为: 02 Q ′=Q f ===πfE ′ε0tan δ t 3. 6D (3) 2 (2) 则单位面积、单位时间内胶料的生热率(Q ′) 可表 式中, f 为频率。 本工作进行的胶料生热率研究是根据轮胎的实际运动状况确定轮胎行驶的频率范围, 用动态分析方法确定各种动态特性值, 然后求得生热率。2　实验2. 1　胶料 试验用胶料为子午线轮胎的胎体帘布层胶、胎面基部胶、钢丝带束层胶、锦纶冠带层胶、胎侧胶、胎圈护胶、胎面胶、气密层胶、钢丝包胶和三角胶。胶料完全按相应标准经混炼和硫化而成。2. 2　试样制备 将10种胶料裁剪成哑铃状试样, 每种胶料做3个平行试验, 取平均值。试样尺寸为2mm ×10mm ×4mm 。2. 3　试验仪器 324轮　胎　工　业　　　　　　　　　　　　　　　2006年第26卷 产的DM A 242型测试仪进行测试[5]。试验温度为-20～+100;频率为5, 10, 16. 6, 25和33. 3H z ; 应变振幅为6%; 加热速率为3 min -1。3　结果与讨论3. 1　生热率计算 将试验测得的各种胶料动态力学特性值代入式(3) 计算得到Q ′。由于篇幅关系, 在此仅列出5种胶料Q ′随温度(θ) 和f 变化的曲线。 (1) 胎体帘布层胶 胎体帘布层胶的Q ′-θ和Q ′-f 曲线分别如图1和2所示。 由图1可以看出, 在试验频率下, 胎体帘布层胶的生热率随温度升高呈逐渐下降趋势, 且当温度低于0时, 生热率随温度的变化较明显, 而当温度高于0时, 生热率随温度的变化逐渐趋于平缓; 频率越高, 生热率随温度的变化趋势越明显 。 由图2可以看出, 在同一温度下, 胎体帘布层胶的生热率随着频率的增大而逐渐增大, 且低温时生热率随频率的增大幅度大于高温时。在轮胎行驶温度范围(0～80) 内, 当轮胎的行驶频率在5～25Hz 时, 胎体帘布层胶的生热率与频率基本呈线性关系, 但当频率大于25H z 后, 生热率随频率的增大急剧增加; 低于0时, 生热率随频率的增加呈现一种曲线变化关系。 (2) 钢丝带束层胶 钢丝带束层胶的Q ′-θ和Q ′-f 曲线分别如图3和4所示。 由图3可以看出, 温度低于-10时钢丝带束层