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压延工艺是工业生产中的重要成型工艺之一,在汽车轮胎行业也有着广泛的应用。汽车轮胎的内衬层、带束层等很多半成品组件,都是通过压延工艺得到。关于压延的研究,主要集中在简单流体的流动方面,而对于轮胎胶料这类比较复杂的流体,相关的研究还非常有限。此外,由于弹性的存在,压出的胶料会发生明显的变形,这将直接影响半成品的尺寸。在这样的背景下,本文对轮胎内衬层胶料的压延过程进行了分析,给出了完整的求解流程,对胶料压延的流场和变形进行了研究。主要工作内容有:对轮胎内衬层胶料Z235和Z333进行了 80℃、100℃和120℃下的流变学测试,两种胶料的测试结果在总体上表现出相同的规律。分别采用Bird-Carreau(BC)模型和五模态的Phan-Thien-Tanner(PTT)模型对胶料的纯粘性和粘弹性行为进行表征,拟合的结果与测试结果吻合较好。确定了压延过程数值模拟的求解策略,在此基础上,建立了轮胎内衬层胶料压延的二维有限元模型和三维有限元模型,并提出了确定粘弹性流体压延分离点的方法,即根据不同分离点附近的流场分布差异来确定分离点。利用POLYFLOW软件对轮胎内衬层胶料二维压延过程进行了数值模拟,考察了基于BC模型和PTT模型压延过程的流场和变形,发现两者差异较大。与实际生产中的压延过程了进行了对比,结果表明采用五模态PTT模型获得的胶料厚度比与实际测量值基本吻合,而采用BC模型的计算值则差异较大,这表明压延过程模拟必须计及胶料的弹性。在此基础上进一步研究了辊筒转速对胶料厚度比的影响,结果表明胶料厚度比在低辊速下随着辊速增加而迅速增大,在较高辊速时则趋于稳定,这也与现场实测结果一致。利用POLYFLOW软件对轮胎内衬层胶料三维压延过程进行了数值模拟,得到了在不同辊速下的BC模型计算结果和在低辊速下(0.05m/min)的PTT模型计算结果。结果表明在三维压延中,胶料沿宽度方向上的外侧两端流动较不、均匀,在宽度和厚度上都会发生一定的变形。将PTT模型在低辊速下(0.05m/min)的三维压延流场和变形和二维压延计算结果进行了对比。结果表明,二者流场分布基本相同;而三维压延的计算厚度比与二维结果相比偏小,误差为10.3%。最后对本文工作进行总结,对未来工作进行展望。