表征纤维帘线受热-力效应后拉伸性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种表征纤维帘线受热

【技术实现步骤摘要】
表征纤维帘线受热
‑
力效应后拉伸性能的方法


[0001]本专利技术涉及轮胎生产领域，详细地讲是一种通过试验测试获得充气轮胎所用的纤维帘线在经历热
‑
力历程后实际拉伸力学特性的方法。

技术介绍

[0002]众所周知，胎体是轮胎中提供强度的部件，具有支撑载荷的功能，所以胎体必须具备足够的强度。而纤维帘线一般作为骨架材料用于轮胎的胎体和冠带层，因此轮胎设计工程师有必要掌握所选择的纤维帘线的力学特性，进而来评判所选用的纤维帘线种类能否满足所设计轮胎对强度指标的要求。
[0003]同样广为人知的是，在充气轮胎生产过程中，纤维帘线要经历压延、裁断、成型和硫化等各个制造工序，特别是在模具中高温
‑
高压硫化以及冷缺过程中，纤维帘线力学性能会发生变化，如果不掌握纤维帘线经历硫化、冷却后真实的力学性能会对工程师的判断造成困扰。
[0004]目前轮胎行业广泛应用的基于有限元计算预测轮胎性能的技术，其性能预测的精度很大程度上取决于材料模型的精度。如果不考虑热
‑
力效应对纤维帘线的影响，其预测精度难以保证，甚至得到的预测结果会误导工程师的判断。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种表征纤维帘线受热
‑
力效应后拉伸性能的方法，可以有效的解决由于轮胎制造过程中的热
‑
力效应导致的纤维帘线力学拉伸性能的变化。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种表征纤维帘线受热
‑
力效应后拉伸性能的方法，所用设备为干热收缩仪，包括加热模块，固定装置和模拟预拉力的砝码组合块，待测试纤维帘线穿过加热模块，其两端分别与固定装置和模拟预拉力的砝码组合块固定，其特征是，待测试纤维帘线存放环境应满足温度20
±
2℃，湿度65
±
4％，加热模块用于干热收缩仪的加热，干热收缩仪的最高温度应200℃以上，精度
±
0.25℃，干热收缩仪的量程高于500N、测试精度小于0.5％、拉伸速率为10mm/min；根据硫化条件设置好加热模块的加热温度和加热时间，同时施加砝码来表征硫化过程中的预拉力，预拉力大小通过调整砝码的重量来调节；干热收缩仪达到设置的加热时间后停止加热继续保持帘线的预拉力状态直至冷却到室温，或者达到设置的加热时间后停止加热并卸掉砝码冷却到室温，得到拉伸测试的试样；将准备好的试样在万能拉力机上进行拉伸测试，以10mm/min的拉伸速度将帘线拉伸至断裂，保存测试数据，然后同样的方式测试其余几组纤维帘线试样，至少测试5组；将上述测试得到的多组数据进行分析处理，基于数据中的拉力和位移数据，首先根据评判标准选出3组有效数据，然后对该3组数据取平均值的方式得到该帘线在特定热
‑
力历程后的实际的力
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位移数据，进一步可以得到力
‑
应变以及应力
‑
应变数据。
[0007]本专利技术的有益效果是，可以基于常规的干热收缩仪和单轴拉伸设备上进行测试，
试验流程简便易操作；基于本专利技术测试得到的纤维帘线数据，可有效评价纤维帘线的热物性和拉伸性能，进而帮助工程师选择满足轮胎设计要求的纤维帘线规格及合适的排列密度；基于本专利技术得到的纤维帘线的应力
‑
应变数据作为半钢子午线轮胎性能仿真分析的材料输入，相较于原帘线数据更符合轮胎中纤维帘线的实际力学特性，可以提高轮胎性能仿真的精度。
附图说明
[0008]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0009]图1为本专利技术所述的模拟纤维帘线热
‑
力效应的示意图
[0010]图2为本专利技术所述的尼龙66纤维帘线在经历热
‑
力作用后加载/卸载冷却到室温后测试的应力
‑
应变示意图
[0011]图3为本专利技术所述的聚酯纤维帘线在经历热
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力作用后加载/卸载冷却到室温后测试的应力
‑
应变示意图
[0012]图4本专利技术所述的尼龙66纤维帘线经历不同热
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力历程后的应力
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应变结果示意图
[0013]图5本专利技术所述的聚酯纤维帘线经历不同热
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力历程后的应力
‑
应变结果示意图
[0014]图中1
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1.加热模块，1
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2.固定装置，1
‑
3.模拟预拉力的砝码组合块。
具体实施方式
[0015]图1所示所用设备为干热收缩仪，包括加热模块1
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1，固定装置1
‑
2和模拟预拉力的砝码组合块1
‑
3，待测试纤维帘线穿过加热模块1
‑
1，其两端分别与固定装置1
‑
2和模拟预拉力的砝码组合块1
‑
3固定，待测试纤维帘线存放环境应满足温度20
±
2℃，湿度65
±
4％，加热模块1
‑
1用于干热收缩仪的加热，干热收缩仪的最高温度应200℃以上，精度
±
0.25℃，干热收缩仪的量程高于500N、测试精度小于0.5％、拉伸速率为10mm/min；根据硫化条件设置好加热模块1
‑
1的加热温度和加热时间，同时施加砝码来表征硫化过程中的预拉力，预拉力大小通过调整砝码的重量来调节；干热收缩仪达到设置的加热时间后停止加热继续保持帘线的预拉力状态直至冷却到室温，或者达到设置的加热时间后停止加热并卸掉砝码冷却到室温，得到拉伸测试的试样；将准备好的试样在万能拉力机上进行拉伸测试，以10mm/min的拉伸速度将帘线拉伸至断裂，保存测试数据，然后同样的方式测试其余几组纤维帘线试样，至少测试5组；将上述测试得到的多组数据进行分析处理，基于数据中的拉力和位移数据，首先根据评判标准选出3组有效数据，然后对该3组数据取平均值的方式得到该帘线在特定热
‑
力历程后的实际的力
‑
位移数据，进一步可以得到力
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应变以及应力
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应变数据。
[0016]基于上述得到纤维帘线数据可以帮助工程师判断所选帘线的强度否满足设计需求，同时可以根据所设计轮胎的安全倍数指标选择合适的帘线规格和排列密度。
[0017]基于处理得到的应力
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应变曲线，进一步拟合得到纤维帘线的超弹性本构模型或弹性模量参数，可以作为半钢子午线轮胎性能仿真的材料输入进行接地印痕、静载刚度、固有频率及滚动阻力等轮胎成品性能的仿真分析。
[0018]图2为尼龙66纤维帘线(840D/2)在经历热
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力历程后，加载和卸载冷却至室温测试的应力
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应变结果，加载冷却的尼龙66帘线2
‑
2比卸载冷却的帘线2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表征纤维帘线受热
‑
力效应后拉伸性能的方法，所用设备为干热收缩仪，包括加热模块，固定装置和模拟预拉力的砝码组合块，待测试纤维帘线穿过加热模块，其两端分别与固定装置和模拟预拉力的砝码组合块固定，其特征是，待测试纤维帘线存放环境应满足温度20
±
2℃，湿度65
±
4％，加热模块用于干热收缩仪的加热，干热收缩仪的最高温度应200℃以上，精度
±
0.25℃，干热收缩仪的量程高于500N、测试精度小于0.5％、拉伸速率为10mm/min；根据硫化条件设置好加热模块的加热温度和加热时间，同时施加砝码来表征硫化过程中的预拉力，预拉力大小通过调整砝码的重量来...

【专利技术属性】
技术研发人员：付新华，李宁，刘肖英，邓彩霞，徐艺，
申请(专利权)人：三角轮胎股份有限公司，
类型：发明
国别省市：