Renkaan paistoprosessin simulointi elementtimenetelmällä

Abstract

Vulkanoitumisaste vaikuttaa olennaisesti kumin ominaisuuksiin mutta on hyvin vaikeaa määrittää valmiista renkaasta. Tuotannon pullonkaula on usein renkaan paistoprosessi. Toisaalta renkaan vyökomponenttien kuituorientaatioiden muutos paiston aikana vaikuttaa suuresti renkaan ajo-ominaisuuksiin, joten paiston vaikutukset kuituorientaatioiden muutoksiin on suunnittelun kannalta tärkeää tuntea.Työssä kehitettiin henkilöauton renkaan paistoprosessin analysoimiseen tarkoitettuja elementtimenetelmämalleja. Työssä tutkittiin suunnittelumuuttujien vaikutusta paistoaikaan sekä paiston aikana vyökomponenteissa vallitsevia jännitystilakenttiä ja kuituorientaatioiden muutoksia erillisillä malleilla. Lisäksi työssä suoritettiin verifiointimittauksia. Elementtimenetelmäohjelmiston vulkanoitumisasteen laskenta-alirutiinin kehitys oli lisäksi olennainen osa työtä.Vaikka kehitettyjen elementtimenetelmämallien avulla saadut tulokset poikkesivat hieman verifiointimittausten tuloksista, mallilla saatiin selvitettyä suunnittelumuuttujien vaikutus paistoaikaan. Suunnittelumuuttujien paras vaikutus oli paistotyynyn lämmönjohtavuuden parantaminen, joskin myös vyökomponenttien mekaniikankin määrittäminen onnistui kohtuullisesti karkeasta mallista huolimatta.

This thesis was to develop finite element models for analysing a passenger car tyre during the curing process. An essential part of the work was to develop a sub-routine that co-operates with the finite element solver program and calculates the state of cure. It was also investigated, how design sensitive variables influences on the curing time. Deformations in the belt layer and the stress fields were also analysed.Although the results from the developed finite element models differ slightly from the verification measurements, it was possible to determine the influence of the design sensitive variables on the curing time. Even the model was coarse, the deformations in the belt layer were solved relatively well.