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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