Page 112 - 《橡塑技术与装备》2023年11期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

基于有限元法的带束层传递环夹持

精度分析

杨慧丽 1,2
(1. 青岛科技大学，山东 青岛 266045 ；
2. 软控股份有限公司，山东 青岛 266045)

摘要 ： 本文对带束层传递环夹持带束层时的夹持精度进行分析，通过有限元方法进行数值模拟计算，得到带束层传递环在空
载运行及夹持带束层时变形情况，同时校核传递环在受力时的强度是否符合设计要求。分析结果表明，夹持爪瓦块数量为影响精
度主要因素，当夹持爪瓦块数量为 11 时，较夹持爪瓦块数量为 5 或 6 时的真圆度更高，同时整体应力较小，根据分析结果提出考
虑铝制材料进行轻量化能有效降低重力造成传递环变形带来的带束层传递精度影响。
关键词 ： 带束层 ；传递环 ；有限元 ；夹持爪
中图分类号 ： TQ330.46 文章编号 ： 1009-797X(2023)11-0056-10
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.11.012

0 引言 的解决方案对于成型设备的性能提升具有重要意义。
随着高速公路的不断延伸和汽车工业的飞速发
展，汽车速度在不断提高，特别是家庭轿车的普及 [1] 。 1 有限元法理论
在汽车用橡胶制品中 60% 为轮胎，40% 为其他橡胶制 有限元的基本思想是将连续的计算域离散成有限
品 [2] ，因此人们对轮胎的认识也在不断提高 , 对轮胎 个小的单元，这些单元以一定的方式进行相互连接代
的品质也提出了更高的要求。 替连续体，然后运用数学工具求解该离散域的近似解，
轮胎按照轮胎工艺不同基本可分为子午胎和斜交 从而获得相应的求解结果 [8] 。由于近似解精度较高，
胎 [3] 。对于子午线轮胎不论是用何种成型工艺完成成 因而被广泛用于设计人员解决工程实际问题。
型，在成型过程中都具备带束层的传递装置，即 ：成 1.1 有限元法数学实现
型机都有带束层胎面贴合筒的传递装置。带束层和胎 有限元法分析计算过程大致如下 ：
面贴合筒占整个生胎重量的 60% 以上 [4] ，其夹持精度 （1）结构离散化
将影响轮胎成型的均匀性 [5] ，最终影响到轮胎的品质。 将连续的几何模型划分为若干个离散的单元，并
在轮胎成型设备中用于传递带束层的装置被称为 将这些单元通过单元节点按照模型实际的连接关系连
带束层传递环 [6] 。对于带束层夹持后变形量的测量工 接在一起，研究单元的平衡和变形协调，形成单元平
作在设备运动过程中难以实现，因此通过实验测量方 衡方程。其中第 i 个节点的节点位移与节点外载荷有
法确定夹持精度无法较好地实现。有限元法是目前在 如下表达 ：
工程领域常用的分析计算方法，由于其普遍性和有效
性，在工程领域已得到广泛的认可 [7] ，因此借助有限 , ,
其 {δ i } 中表示第 i 节点的位移矩阵，{d i } 与 {θ i }
元法可有效的分析带束层夹持的变形量，从而判断其
分别表示第 i 节点的位移分量 ； {Q i } 表示第 i 节点的
精度是否满足要求。
本文基于有限元分析方法，针对带束层传递环进 外载荷矩阵，{F i } 与 {M i } 分别表示第 i 节点的外载荷
行带束层夹持精度分析。按照传递装置的功能要求进
作者简介 ：杨慧丽（1977-），女，青岛科技大学硕士在读，
行建模，分别针对带束层传递环空载工况及环体夹持 主要从事橡胶智能装备的研究。
带束层工况下环体的刚度及强度进行分析，得出优化 收稿日期 ：2023-09-08
0
∗
·56· 第 49 卷 第 11 期
∗

1 1
2 2
0
2 2
0
0
0

1 1
1

1 1
1