硫化是轮胎生产中的最后一道工序,是通过加热使胶料的分子结构发生转变的过程。轮胎属于热不良导体厚制品,加热硫化过程中其内部温度场无法达到均匀,这就造成轮胎各部分的硫化程度不均匀,造成过硫和欠硫,降低轮胎机械性能,对轮胎的质量有着巨大影响,如果能够获得整个过程中轮胎内部温度场的变化,就可以正确调整生产工艺,从而保证产品质量。轮胎硫化过程温度场变化的分析方法有三种,热电偶测温法、人工神经网络法和解传热方程法。本论文综述了上述三种方法的原理和前人所作的工作,指出了前两种方法的缺点和通过有限元法解传热方程来分析轮胎内部温度场的优点。有限元分析方法是当前计算机辅助工程(CAE)中应用最为广泛的技术,利用有限元分析方法实现轮胎硫化过程中温度场的数值模拟对优化设计和保证轮胎安全生产具有重大的指导意义。本文主要在前人研究和实践的基础上,采用ANSYS建立了轮胎外胎硫化温度场分析模型,得出了轮胎外胎在硫化过程中不同时刻的温度场分布云图和轮胎内部典型点在硫化过程中的温度历程图,从中可以看出轮胎各部位的硫化历程有较大的差别,胎冠和胎肩的升温度速度小于胎侧和胎圈,胎肩、胎冠降温速度缓慢。此外,本文还分别考虑了轮胎花纹沟和预热对轮胎硫化过程温度场的影响。分析结果表明,有花纹沟的模拟结果与无花纹沟模拟结果差别很大,有花纹沟的模拟结果相对无花纹沟的模拟结果升温速度、降温速度均快且与实际情况更为接近。提高轮胎硫化预热温度后,轮胎表面的硫化速度变化很小,但轮胎内部最难硫化点的硫化速度显著提高,从而缩短了轮胎的硫化时间,大大改善了轮胎硫化的均匀性。最终的实验结果表明,本文所建立的轮胎硫化温度场仿真系统能够比较真实的反映轮胎在整个硫化过程中的温度变化,对轮胎企业改进硫化工艺、提高轮胎生产效率具有一定的实际意义。