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胎面胶动态力学及摩擦特性的研究

作　者: 刘丽
导　师: 马连湘
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 胎面胶滚动阻力湿抓着性生热率摩擦系数
分类号: TQ336.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 238次
引　用: 3次
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内容摘要

轮胎的温升来自于两种热源,一是滚动过程中由橡胶材料滞后损失引起的转变成热能,二是接地面的摩擦热。轮胎非稳态温度场的研究就是基于这两种热源。本文为建立轮胎非稳态温度场对胎面胶进行了动态力学分析实验和高速摩擦实验,获得了胎面胶的生热率和摩擦系数这两个轮胎非稳态温度场研究的基础参数。由热造成的轮胎温度的升高将导致轮胎使用性能和使用寿命的降低。研究低生热率的胎面材料对于提高轮胎的使用性能、延长轮胎的使用寿命有重大意义。本文通过参阅大量的滚动阻力、抗湿滑性能、生热率的文献的前提下,从降低胎面胶滚动阻力入手,结合当前轮胎行业的实际需要,从工程实用性出发,改变炭黑和SBR1502/充油SBR1712/BR9000生胶并用比,设计了11种半钢子午线轮胎胎面胶的配方。本文采用动态力学分析法(DMA),使用NEZSCH公司生产的DMA242型实验仪,获得了11种胎面胶的DMA温度曲线,从炭黑和生胶配比变化两方面,分组对不同系列的胎面胶的储能模量—温度曲线(E′—T)和损耗因子—温度曲线(tanδ—T)进行了分析比较,并参照1#胶料,对11种胎面胶—10℃～10℃和50℃～80℃的tanδ进行比较,讨论了炭黑及SBR1502/SBR1712/BR9000并用比的改变对胎面胶滚动阻力、湿抓着力的影响;在动态力学分析实验的基础上,还获得了11种胎面胶的生热率曲线,并分组进行了比较,研究了配方与生热率的关系。此外,本文还对以上胎面胶中的7种配方的滑动摩擦系数进行测量,实验在吉林工业大学的的F150G-Ⅱ高速摩擦实验台上进行。通过实验,获得了7种胎面胶摩擦系数随速度变化的曲线、相同材料在不同载荷下摩擦系数随速度的变化曲线。分析了改变炭黑含量、SBR1502/SBR1712/BR9000并用比及载荷对摩擦系数的影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
符号说明  9-11
1 绪论  11-27
  1.1 选题的目的及意义  11-12
  1.2 论文提出的背景  12-14
  1.3 文献综述  14-25
    1.3.1 炭黑、生胶简介  14-16
    1.3.2 轮胎的结构  16-17
    1.3.3 轮胎的基本功能及性能要求  17-18
    1.3.4 轮胎损坏形式及损坏机理  18-19
    1.3.5 汽车前进过程中的阻力构成  19
    1.3.6 滚动轮胎的应力应变关系  19-21
    1.3.7 轮胎的滚动阻力和湿抓着性  21-22
    1.3.8 轮胎的温升  22-23
    1.3.9 轮胎摩擦学的基础知识  23-25
  1.4 本文的研究内容  25-27
2 胎面胶滚动阻力、抗湿滑性能的实验研究  27-50
  2.1 炭黑、生胶的性质  27-31
    2.1.1 炭黑  27-28
    2.1.2 丁苯橡胶  28-31
  2.2 橡胶的力学性能  31-36
    2.2.1 玻璃—橡胶转变特性  32-33
    2.2.2 滚动阻力  33-34
    2.2.3 抗湿滑性能  34-35
    2.2.4 橡胶材料动态力学性能的基本参数  35-36
  2.3 DMA温度谱  36-37
  2.4 实验装置及实验条件  37
  2.5 试样配方及试样制备  37-38
  2.6 实验结果与讨论  38-47
    2.6.1 炭黑对胎面胶DMA温度谱的影响  38-41
    2.6.2 橡胶配比对胎面胶温度谱的影响  41-47
  2.7 11种胎面胶的滚动阻力、抗湿滑性能、耐寒性的综合评价  47-49
  2.8 本章小结  49-50
3 胎面胶的生热率的计算及分析  50-64
  3.1 改善轮胎温度分布的途径  50-53
    3.1.1 改进轮胎结构  50-51
    3.1.2 改进所用胶料  51-53
  3.2 轮胎的温升与生热率之间的关系  53-54
  3.3 生热率的计算  54-55
  3.4 实验结果及讨论  55-63
    3.4.1 炭黑对胎面胶生热率温度谱的影响  56-59
    3.4.2 橡胶并用对胎面胶料生热率温度谱的影响  59-62
    3.4.3 11种胎面胶生热率的综合比较  62-63
  3.5 本章小结  63-64
4 胎面胶滑动摩擦系数的实验研究  64-81
  4.1 影响轮胎牵引力的因素  64-65
  4.2 橡胶的摩擦特性  65-66
  4.3 轮胎与路面的附着机理  66-68
    4.3.1 轮胎的滑移率  66-67
    4.3.2 轮胎的附着力和附着系数  67-68
  4.4 轮胎与路面间产生摩擦力的原因  68-69
  4.5 实验  69-75
    4.5.1 实验原理  69-70
    4.5.2 实验假设  70
    4.5.3 实验装置  70-71
    4.5.4 试样制备  71
    4.5.5 实验方案的制定  71-74
    4.5.6 实验过程  74-75
  4.6 实验分析及结论  75-79
    4.6.1 配方改变对摩擦系数的影响  75-78
    4.6.2 载荷对摩擦系数的影响  78-79
  4.7 减小实验误差的措施  79-80
  4.8 本章小结  80-81
5 结论与展望  81-83
  5.1 结论  81-82
  5.2 展望  82-83
参考文献  83-88
附录1：11种胎面胶基本配方  88-89
附录2：11种胎面胶的DMA温度谱  89-95
致谢  95-96
攻读硕士学位期间发表和完成论文  96

胎面胶动态力学及摩擦特性的研究

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