高伸长钢丝帘线材料特性及其表征方式对轮胎有限元仿真计算结果的影响
2020-08-04付新华郭念贵姜晓凤韩志田邓彩霞
轮胎工业 2020年3期
付新华,郭念贵,姜晓凤,韩志田,邓彩霞
(三角轮胎股份有限公司,山东 威海 264200)
高伸长(HE)钢丝帘线一般用于全钢载重子午线轮胎最外层带束层、0°带束层和加强层等部件。而HE钢丝帘线的应力-应变曲线与普通钢丝帘线不同,因此对全钢载重子午线轮胎进行仿真分析时选取的本构模型不同,得到的接地印痕和REFOR(表征骨架材料张力)等结果相差很大。
本工作以3×7×0.20HE钢丝帘线为例,分别进行定负荷和定伸长循环加载测试,研究HE钢丝帘线特性并跟踪测量轮胎生产过程中钢丝帘线产生的残余变形,进而在有限元分析中更好地表征其材料特性,提高仿真分析的精度。
1 帘线测试
帘线拉伸试验在我公司国家工程实验室的GOTECH电子拉力机上进行,如图1所示。

图1 电子拉力机
1.1 不同结构钢丝帘线对比
全钢载重子午线轮胎带束层常用钢丝帘线的应力-应变曲线对比如图2所示。3×7×0.20HE钢丝帘线各股的捻向与合成股捻向相同且捻距较小等结构特性导致其拉伸曲线与一般的高强度(HT)钢丝帘线的差异较大。

图2 全钢载重子午线轮胎带束层常用钢丝帘线的应力-应变曲线对比
从图2可以看出:HE钢丝帘线的应力-应变曲线可以分为“高伸长”和“高模量”两个阶段,0~2%变形区间为“高伸长”段,HT钢丝帘线出现屈服甚至破断;2%~5.7%变形区间为“高模量”段,应力随变形幅度增大而急剧增大;高抗冲击(HI)钢丝帘线伸长率也很大,但应力-应变曲线与HE钢丝帘线差异较大。
3种钢丝帘线的具体物理性能如表1所示,其中模量(E)由计算钢丝帘线应力-应变曲线的线性段斜率得到。……
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