一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輪胎橡膠復合材料破壞點的產生機理全新研究方法，尤其涉及一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣。
【背景技術】
[0002]輪胎是汽車的重要部件之一，它直接與路面接觸，和汽車懸架共同來緩和汽車行駛時所受到的沖擊，保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性，保證車輪和路面有良好的附著性提高汽車的牽引性、制動性和通過性，承受著汽車的重量。輪胎在汽車上所起的重要作用越來越受到人們的重視。現在大多數汽車輪胎材料的主要成分是天然橡膠或者合成橡膠。天然橡膠的綜合性能優越過合成橡膠，所以高級輪胎多用天然橡膠。為了使橡膠具有制造輪胎所要求的性能，必須要在橡膠中滲入各不同的化學材料，即化學添加劑。其中添加的一種很重要的添加劑叫碳黑。因為碳具有特別的吸附性，碳粒子與橡膠分子的粘結非常好，使得橡膠增強了硬度、強度和耐磨性。汽車輪胎主要材料實際上是一種膠料與簾線的復合材料。
[0003]輪眙的主要橡膠料有胎面膠、胎側膠、簾布膠、內胎膠、墊帶膠等。胎面膠直接與地面接觸摩擦，它具有耐磨損、耐刺扎、緩沖以及防滑等使用性能。要求胎面膠應有較高的抗張強度、定伸強度、良好的抗撕裂性、優異的耐磨性，同時還應有較好的彈性、較低的摩擦生熱和耐花紋裂口的性能等。胎側膠必須具有很好的抗屈撓性和耐老化性以及較好的彈性。胎側膠的主要作用是保護簾布層不受機械損傷和不受潮濕。緩沖膠應具有高的澤陸、耐疲勞、耐熱老化、抗剪切扯裂、高的定伸強度、摩擦生熱小、散熱性好等性能。簾布膠是各簾線及布層的粘結物，簾線為簾布層提供了抗壓能力。簾布膠能夠減少沖擊負荷對簾線的作用，防止簾線相互摩擦及局部受潮等。簾布膠應具有高的彈性、耐熱性、抗撕裂性、低的摩擦生熱及適當的定伸強度等性能。內胎在使用過程中受到頻繁的周期性伸張壓縮變形，并在較高的溫度下工作。內胎膠應具有優越的氣密性，高的彈性、耐屈撓良好的耐撕裂、耐高溫、耐疲勞、不易爆破等性能。
[0004]找出輪胎損壞的原因以及損壞機理，合理地使用和維護好輪胎是一項十分重要的工作。
[0005]輪胎的正確使用能夠延長輪胎的使用壽命，且輪胎狀況的好壞還直接影響汽車行駛安全及燃料經濟性。為延長輪胎壽命，就需要研究輪胎的損壞規律，并采取有效措施，避免一切不正常的磨損和損壞。通過建立實驗室模擬研究，可以有效縮短研發改進周期。
[0006]—直以來行業內對于輪胎材料的損壞形式的研究和分析沒有統一的標準，對于輪胎的損壞的分析形式一直以裝車試驗為主，但由于裝車試驗中試驗路段的不確定性，車輛的車況不統一性，以及載重情況無法確定等因素，使得輪胎的新材料試驗的研究周期會非常漫長，本實用新型通過試驗研究，深入研究輪胎損壞機理及材料破壞模式，特別是損壞形式與原材料、配方設計、工藝、溫度等相關性(包括新材料、新工藝)以及材料生熱、老化、傳熱、疲勞表觀特性的微觀分子結構(化學鍵的破壞)機理，我公司與高校合作展開“輪胎損壞界面的微觀診斷分析”項目研究，利用高校透射電鏡(SEM)、交聯密度、DMA、紅外、熱失重等先進的設備儀器及高分子理論研究優勢，來分析輪胎產品損壞微觀形貌特征及損壞機理，以便指導產品改進提高產品使用壽命。輪胎損壞主要發生在骨架材料的端點、層間，占輪胎損壞的80%以上。對市場退賠胎及機床試驗后的輪胎損壞點進行了大量分析(包括米其林、普利斯通、公司及上輪的產品)。分析發現:輪胎使用3?5個月后，材料交聯密度、老化性能都發生一定的改變，特別是損壞點往往存在微觀缺陷，如坑穴、粒子團聚、氣孔、雜質等，米其林輪胎微觀缺陷明顯少于國內公司產品。膠料及膠料/鋼絲界面的微觀缺陷是誘發微觀裂紋產生、擴展導致產品損壞的重要原因之一。
[0007]為了消除材料的這種微觀缺陷及提高材料性能保持率，公司對原材料、配方及工藝進行了改進優化，制定了多種方案和技術措施，如低溫混煉、膠料過濾、粘合膠料取消白炭黑、3#煙片膠的應用、提高材料硫化平坦期等系列措施。那么如何檢驗這些措施的有效性呢，輪胎微觀缺陷是在使用后才出現的，新胎很難顯現。如果多種方案做成成品放到市場上試驗，然后再解剖分析不僅周期長，而且會造成巨大浪費，一旦不好直接影響產品信譽和客戶銷售。如何實現多方案的快速檢驗評價就成為研究的一大課題。前面提到，輪胎損壞點主要發生在骨架材料端點及層間，占80%，探討一種膠料/簾線復合材料的試驗室模擬方法對能否實現方案的快速優選及項目的實施和完成至關重要，本實用新型就是基于該種背景產生的。本實用新型目的是研究出一種在實驗室中模擬出實際輪胎行駛過程中的損壞形式，使得實驗室研究與實際使用中輪胎損壞形式具有一致性。
【發明內容】
[0008]為了有效的縮短輪胎新材料試驗的時間及成本，本實用新型的目的是提供一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣，采用該試樣的方法為揭示輪胎損壞機理提供了一種快捷、有效的試驗方法，最終為高性能輪胎的研制提供一種切實有效的實驗室研發方法。
[0009]為了解決上述的技術問題，本實用新型采用了以下的技術方案:
[0010]一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣，該試樣的長、寬、厚度為145?155mm*50?70mm*5.5?7.0mm，橡膠材料中設置有簾布，簾布的簾線的排列角度與輪胎中簾線排列角度相接近，簾布放置長度達到整個試樣的中部位置。作為優選，該試樣的長、寬、厚度為
151mm木60mm木6.3mm0
[0011]一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣，該試樣的長、寬、厚度為145?155mm*50?70mm* 5.5?7.0mm，橡膠材料中設置有簾布，簾布的簾線的排列角度與輪胎中簾線排列角度相接近，所述的簾布包括上簾布和下簾布，上簾布和下簾布對接。作為優選，該試樣的長、寬、厚度為 151mm*60mm*6.3mm。
[0012]一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣，該試樣的長、寬、厚度為145?155mm*50?70mm*5.5?7.0mm，橡膠材料中設置有簾布，簾布的簾線的排列角度與輪胎中簾線排列角度相接近，簾布的長度和整個試樣等長或者稍短。作為優選，該試樣的長、寬、厚度為151mm*60mm*6.3mm 0
[0013]一種橡膠復合材料疲勞分析試驗的試樣，該試樣的長、寬、厚度為145?155mm*50?70mm*5.5?7.0mm，橡膠材料中設置有簾布，簾布模擬輪胎中帶束層部位的排列方式。作為優選，該試樣的長、寬、厚度為151mm*60mm*6.3mm。
[0014]本實用新型的試樣進行實驗室模擬疲勞測試可以用于輪胎制品耐疲勞破壞性能的實驗室分析。輪胎疲勞損壞原因分析及損壞機理模擬是長期困擾輪胎業界的一個難題，其主要原因是成品輪胎疲勞損壞測試周期長，輪胎真實工作條件復雜，且難以在線觀測輪胎損壞的發展歷程。本項目擬通過實驗室測試與成品胎測試相結合的手段，經過多次驗證，建立一套能夠模擬輪胎材料損壞過程的實驗室測試方法，特別是創建了模擬鋼絲/橡膠復合材疲勞破壞的試驗方法。為揭示輪胎損壞機理提供了一種快捷、有效的試驗方法，最終為尚性能輪胎的研制提供一種切實有效的實驗室研發方法。
【附圖說明】
[0015]圖1、圖2單層骨架材料試樣圖。
[0016]圖3、圖4兩層或多層骨架材料。
[0017]圖5、圖6