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第1章 概述 1

1.1 背景与意义 1

1.2 关键技术研究与应用现状 2

1.2.1 橡胶热物性参数 2

1.2.2 橡胶硫化动力学特性 4

1.2.3 轮胎硫化理论建模 9

1.2.4 轮胎硫化工艺改进 11

1.2.5 轮胎硫化专用软件开发 14

第2章 轮胎材料热物性参数试验及建模 15

2.1 橡胶热物性参数试验 15

2.1.1 橡胶密度测试 16

2.1.2 橡胶比热容、导热系数测试 16

2.2 橡胶热物性参数建模 20

2.2.1 传统热物性参数模型分析 20

2.2.2 多维橡胶热物性参数建模 21

2.3 橡胶-帘线复合材料热物性参数建模 24

2.3.1 橡胶帘线混合定律模型的提出 25

2.3.2 混合定律模型验证 26

2.4 小结 31

第3章 橡胶硫化动力学与硫化反应热 33

3.1 橡胶硫化反应分析 33

3.1.1 橡胶硫化反应发展简述 33

3.1.2 橡胶硫化反应过程 34

3.2 橡胶硫化动力学试验研究 35

3.2.1 硫化动力学试验 35

3.2.2 试验结果分析 36

3.3 橡胶硫化动力学建模 37

3.3.1 焦烧模型选取 37

3.3.2 传统动力学模型分析 38

3.3.3 混合动力学模型建立 39

3.4 橡胶硫化反应热模型及试验 41

3.4.1 硫化反应热模型选取 41

3.4.2 硫化反应热试验 42

3.5 小结 43

第4章 轮胎硫化-传热耦合建模及试验 45

4.1 轮胎硫化数学模型构建 45

4.1.1 子午线轮胎硫化系统简述 47

4.1.2 硫化-传热耦合方程组构建 48

4.1.3 硫化初始和边界条件设置 48

4.2 对流换热系数求解研究 49

4.2.1 计算流体动力学法 50

4.2.2 分区迭代法 54

4.2.3 求解方法对比讨论 55

4.3 硫化数学模型解算思路与实现途径 56

4.3.1 模型解算思路 56

4.3.2 具体实现途径 57

4.4 轮胎硫化测温试验研究 59

4.4.1 测温试验系统简述 59

4.4.2 测温点植入位置选择 60

4.4.3 测温试验具体步骤 61

4.5 测温试验结果分析及模型验证 61

4.6 小结 62

第5章 轮胎硫化传热特性及其影响规律 64

5.1 轮胎硫化传热特性分析 64

5.1.1 温度场分析 64

5.1.2 焦烧分析 66

5.1.3 硫化程度分析 67

5.2 工艺影响规律研究 69

5.2.1 水囊的影响 69

5.2.2 初始温度的影响 71

5.2.3 硫化介质温度的影响 72

5.3 橡胶热物性和硫化动力学影响规律研究 76

5.3.1 正交试验的方案设计 76

5.3.2 橡胶热物性的影响 77

5.3.3 橡胶硫化动力学的影响 79

5.4 小结 81

第6章 轮胎硫化专用软件开发 84

6.1 子午线轮胎硫化工艺简述 84

6.2 轮胎硫化专用软件总体设计思路 85

6.3 轮胎硫化专用软件模块设计与实现 88

6.3.1 信息自动识别模块 88

6.3.2 材料库配置模块 89

6.3.3 模型前处理信息配置模块 90

6.3.4 解算及后处理模块 92

6.3.5 软件使用流程介绍 92

6.4 小结 94

附录1 轮胎硫化INP主体程序代码 95

附录2 用户子程序UMATHT代码 107

附录3 轮胎硫化专用软件代码 129

参考文献 159