Page 71 - 《橡塑技术与装备》2021年21期（11月下半月橡胶）

综述与专论 刘湘慧·轮胎失效分析取证

轮胎失效分析取证

刘湘慧 1,2 编译
(1. 江苏兴达钢帘线股份有限公司，江苏 泰州 225721 ；
2. 江苏省结构与功能金属复合材料重点实验室，江苏 泰州 225721)

摘要 ： 轮胎取证是对失效轮胎进行结构和方法分析，以确定其失效的根本原因。这是科学、经验和艺术的结合，也是轮胎制
造商的一个重要考虑因素，他们可能需要根据此类取证分析的结果，在制造、设计或理赔方面采取适当的纠正措施。对轮胎故障
后的密切检查可以提供宝贵的线索，为生产改进提供信息，以防止将来出现问题并改进客户服务。
关键词 ： 轮胎 ；失效分析 ；故障检查 ；断裂模式
中图分类号 ： TQ336.1 文章编号 ： 1009-797X(2021)21-0021-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.21.004

轮胎取证是对失效轮胎进行结构和方法分析，以 成像提供了轮胎结构内部气穴的信息。
确定其失效的根本原因。在收到故障轮胎后，取证专 样品制备包括切割轮胎的相关部位，然后使用不
家将尝试收集与故障根本原因相关的所有信息。然而， 同的手动工具和设备分离各层或部件，并使用切片机
对最终失效之前可能发生事件排序通常是非常具有挑 将样品制备至所需厚度，以备后续试验。样品制备、
战性的，因此很难确定根本原因。例如，在载重汽车 精细观察和高分辨率图像采集对于有效的取证学分析
子午线轮胎（TBR）中观察到的三种主要失效模式是 非常重要。
带束层分离、胎圈区域失效和胎侧分离。 采用光学立体显微镜或扫描电子显微镜（SEM）
每种失效模式的根本原因可能因情况而异，本文 进行的微观分析，包括对界面、帘线断裂类型、帘线
论述了钢帘线的断裂点分析。钢帘线断裂点的断裂性 横截面和微动磨损的研究。
质与具体原因有关。本文详细介绍了钢帘线单丝的各 物理试验将用于研究部件的拉伸和动态机械性
种断裂类型，并包括一个全钢载重子午线轮胎在役失 能。例如，钢帘线带束层和胎体帘布层之间的残余附
效的取证学分析案例，其中对钢帘线断裂点的微观分 着力。
析有助于确定失效原因。 还将使用合适的分析设备进行各种分析测试，包
括成分分析、固化状态、元素分析、是否存在异物、
1 轮胎取证学分析方法与工具 污染等。然后可以分析各种类型的断裂机制。
对任何在使用中出现轮胎故障的详细分析各不相
同。轮胎取证分析的基本结构方法包括以下关键要素： 2 不同类型断裂模式
①与特定故障轮胎相关取证分析的背景和目标 ；②以 2.1 韧性断裂
结构化模式收集有关轮胎的详细信息 ；③测试和分析 韧性断裂与单轴拉伸载荷有关，导致轴向伸长和
的详细计划 ；④样品制备，执行分析和测试 ；⑤由分 横截面直径减小。当应力增加超过弹性极限时，颈缩
析结果支持的关于最终失效前事件顺序的假设 ；⑥确 从最弱点开始，导致该位置直径迅速减小，最后在该
定可能的失效根本原因。 点断裂。断裂表面的性质看起来像一个杯和一个锥，
在轮胎的取证分析过程中，使用了多种工具并进 断裂细丝的一端是锥，另一端是杯。图 1 描绘了钢帘
行了各种无损和破坏性试验。 线单丝上典型杯形和锥形断裂表面的 SEM 图像。在轮
X 射线成像和剪切成像是两种主要的无损分析工
具。X 射线图像提供了有关带束层和胎体帘布层中钢 作者简介 ：刘湘慧 (1975-)，男，学士，高级工程师，主
要从事钢帘线研发专利、标准化和科技项目管理工作。
帘线均匀性、接头质量和不同带束层中的信息。剪切
收稿日期 ：2021-02-22

年
2021 第 47 卷 ·21·