摘要：本文结合国内外轮胎翻新行业现状,对载重车辆翻新轮胎仿真特性及性能试验技术进行了初步探讨。

　　关键词：载重车辆;翻新轮胎;仿真特性;性能试验

　　(1 The Traffic College, Northeast Forestry University 2.The Automobile Engineering Department, HeiLongjiang Institute of Technology)

　　Abstract:In this paper, combined with the domestic and international status quo of tires industry, simulation features and test techniques of truck renovation tires are discussed

　　Key words: Truck ; Renovation tire; Simulation features; Performance test

　　1 引言

　　近几年来，载重车辆废旧轮胎的产生量急剧增加，由此带来的环保及资源浪费等问题不容忽视。轮胎胎面磨光至报废时只用去整条轮胎经济价值的30%，另外70%可通过轮胎翻新被再次利用。一般来说，生产一条翻新轮胎所消耗的总资源约占生产一条新轮胎的三分之一。因此，轮胎翻新业是一个节约橡胶原材料、解决废旧轮胎污染问题，有利于橡胶资源再循环利用的绿色环保产业。先进的翻新轮胎技术不但能够达到与新轮胎相等的里程数和安全性，而且价格是新轮胎的20%～30%左右，轮胎翻新可以带来巨大的经济效益和社会效益。目前世界上平均新胎与翻新胎数量之比为10：1，而我国目前新胎与翻新胎数量之比为24：1，远远低于国际水平，这意味着我国轮胎翻新工业发展空间巨大。

　　计算机仿真技术是在制造物理样机之前，以系统运动学、多体动力学、有限元分析和控制理论为核心，运用成熟的计算机图形技术，将产品各零部件的设计和分析集成在一起，建立系统的数字模型，从而为产品的设计、研究、优化提供基于计算机虚拟现实的研究平台。载重车辆轮胎大部分用于专业运输系统，承载重、工作环境差，经常在较差路面行驶，通常1～2年更换一次，而且大多成批更换，故载重车辆轮胎现已成为主要翻新对象，目前占翻胎总产量的67%以上。目前国内的翻新轮胎在高速和重载条件下容易出现脱层、胎面不规则磨损、胎面胶变形及撕裂等失效形式，使用寿命低，严重影响交通安全性，为进一步提高载重车辆翻新轮胎抗湿滑性、缓冲性、耐磨性、牵引性、抗不均匀磨损及低滚动阻力和噪声等性能，本研究利用振兴东北老工业基地的良好背景，抓住子午线轮胎迅速发展和国家政策扶持的大好时机，对载重车辆翻新轮胎进行仿真技术及性能对比试验研究，提高轮胎翻新的新技术、新工艺，进一步进行翻新轮胎的结构优化设计，找出影响翻新轮胎寿命的根本原因，将会大大提高翻新轮胎的质量、成本和使用寿命，在消除环境污染、节约资源和实现绿色环保等方面发挥更大的作用，对建设节约型社会、发展循环经济将起到积极促进作用[1]。

　　2 国内外翻新行业现状

　　随着我国公路交通和汽车工业的快速发展，各种汽车数量以惊人的速度不断上升，汽车轮胎市场需求量更是呈几何倍数递增。目前我国年产轮胎已超过1.6亿条，同时每年有1.2亿多条轮胎报废，高居世界第二位，预计2010年，废旧轮胎的产生量将达到2亿条，而报废轮胎的利用率极低，对环境造成了严重的污染。轮胎翻新已成为国际公认的废旧轮胎环保、有价值的再生利用方式。

　　许多工业发达国家将轮胎翻新列为节约橡胶资源、解决胎源不足、开拓轮胎第二资源的重点举措。目前，轮胎翻新生产已遍布全球100多个国家和地区，世界轮胎翻新年产能力较大的国家和地区主要有美国、欧盟、日本、中国、印度和巴西，总产量占全球近90%。美国是世界翻胎业最发达的国家，产量一直居世界首位。欧盟是翻胎生产较早、使用比例较高的地区。德国是世界翻胎工具、检测仪器及轮胎修补器材的主要供应地。目前，中国翻胎生产呈逐年上升趋势，翻胎产量2000年为3000多条，2007年增至900万条，成为世界上翻胎增长最快的国家。预计到2010年，我国翻胎产量可望达到1500～1600万条，也将成为名副其实的翻胎大国。目前轮胎翻新已经实现工业化，主要集中在载重轮胎和轿车轮胎。从翻胎生产种类构成来看，载重轮胎占90%，轿车轮胎占7%，工程机械轮胎及其它特种轮胎占3%。中国的轮胎翻新行业蕴含着巨大的潜力，一旦发掘出来，将会为中国循环经济的发展产生强大的动力，这将是多赢的，轮胎翻新行业将会成为中国市场的新亮点。

　　目前世界上最先进的翻胎技术为预硫化翻胎法，又称冷翻法，即把已经硫化成型的带有花纹的胎面胶粘合到经过打磨处理的胎体上，装上充气内胎和包装套，送入大型硫化灌，在较低温度和压力下硫化，一次生产出多条翻新轮胎。与传统的热翻法相比，冷翻法可以避免过硫现象的产生，从而大大提高翻新轮胎的质量，然而这种技术生产出的翻新轮胎在高速和重载条件下容易出现脱层、胎面不规则磨损、胎面胶变形及撕裂等失效形式。美国、日本和德国等发达国家纷纷对翻胎技术和工艺形式进行研究，而且技术已经非常成熟可靠，而中国至今还没有一套完整的翻新技术和设备，国内规模相对较大的轮胎翻新厂几乎没有，一些小的轮胎翻新厂仅靠现有技术进行轮胎翻新，翻新轮胎缺乏在技术理论方面的研究，翻胎生产技术和工艺滞后，在翻新轮胎过程中，没有将新技术、新材料、新工艺融合进去，翻新轮胎不能达到预定的工作寿命，轮胎翻新缺少完整的技术理论依据和经验数据，国产的翻新轮胎在质量、可靠性和使用寿命方面与发达国家存在一定的差距，经济效益低下。目前，关于翻新轮胎仿真分析方面的理论研究很少，在这种轮胎翻新技术和工艺滞后的背景下，结合翻新轮胎传统的生产工艺，进行翻新轮胎仿真技术及性能对比试验研究，有助于从理论上确定影响翻新轮胎质量的根本原因，科学的研究轮胎翻新技术和工艺，优化翻新轮胎的结构，不断提高翻新轮胎的使用寿命，实现我国轮胎业的可持续发展，已成为一个势在必行的趋势[2]。

　　3 翻新轮胎仿真特性及性能试验技术探讨

　　随着社会的发展，载重车辆的行驶速度越来越快、载运量越来越大，目前使用的载重车辆翻新轮胎普遍存在磨损快、寿命短、使用经济效益低等问题，为进一步有利于推进绿色环保的循环经济理念在汽车与交通工程及运输领域的发展，本研究在考虑载重车辆翻新轮胎的结构形式和实际工况条件基础上，针对载重车辆翻新轮胎在高速和重载条件下容易出现脱层、撕裂等失效形式，依据轮胎地面动力学、有限元及动力学仿真分析、分子热动力学技术等理论，建立翻新轮胎动力学模型和计算机仿真模型，进行胎面、胎体及复合界面的材料组分、硫化工艺、力学性能、失效机理分析，并进行有限元受力和动力学仿真研究与分析，依据仿真结果，对胎面、胎体及胶合面的不同压力场和温度场下的应力应变分布状况、不同路况下的参数化翻新轮胎模型的速度、加速度、地面反作用力等状况进行深入的分析研究，对翻新轮胎传统的翻新工艺路线进行适当调整，生产翻新轮胎试制样品并建立典型的物理实验装置，进行疲劳强度及磨损等方面的性能对比试验研究，进一步提高载重车辆翻新轮胎机械力学性能和使用性能，提高翻新轮胎的使用寿命[3-5]。

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