본 논문은 타이어용 고무의 점탄성 거동 파악 및 타이어 제조공정 중 가류공정에서 Green Tire가 몰드에 안착 시 몰드 내부에서 고무의 흐름 현상을 파악 하는데 있다. 우선 고무의 점탄성 성질에 따른 흐름 특성을 파악하기 위해 모세관 다이에서의 해석을 수행하였다. 실험에서는 Fluidimeter를 사용하여 팽윤양을 측정하였고, 해석에서는 Fluent사의 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics)프로그램인 Polyflow를 사용하였다. 해석에서는 비선형 ...
본 논문은 타이어용 고무의 점탄성 거동 파악 및 타이어 제조공정 중 가류공정에서 Green Tire가 몰드에 안착 시 몰드 내부에서 고무의 흐름 현상을 파악 하는데 있다. 우선 고무의 점탄성 성질에 따른 흐름 특성을 파악하기 위해 모세관 다이에서의 해석을 수행하였다. 실험에서는 Fluidimeter를 사용하여 팽윤양을 측정하였고, 해석에서는 Fluent사의 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics)프로그램인 Polyflow를 사용하였다. 해석에서는 비선형 미분 점탄성 모델인 Phan-Thien-Tanner(PTT) 모델을 사용하여 여러 가지 모드에서 이완시간 (Relaxation Time)에 따른 다이 팽윤양을 예측하였고, 실험과 비교 분석하였다. 그리고 모세관 다이에서 유량에 따른 압력강하와 속도분포 그리고 전단변형율에 따른 점탄성 거동을 분석하였다. 모세관 다이에서 PPT 모델을 사용하여 이완시간을 설정하는 방법을 구축하였고, 점탄성 해석의 2모드와 3모드에서 이완시간의 조절을 통하여 해석의 결과와 실제 스웰량을 일치시킬 수 있음을 확인하였다. 가류공정 중 Green Tire의 Tread 형상에 따른 고무 흐름을 파악하기 위하여 고무가 몰드에 채워지는 균일성, 균일한 압력에 도달하는 시간, Green Tire의 변형 및 왜곡을 평가하였다. 그리고 Tread 굴곡의 형상과 금형의 굴곡의 형상에 따른 흐름성을 평가하여 Tread 및 금형 설계의 가이드라인을 구축하였다. 또한 Tread에서 Groove 각도 변화에 따라 고무 흐름의 편차가 발생하기 때문에 접촉되는 순서를 파악하여 가스벤팅의 설계를 제시하였다. 실제 타이어의 3차원 해석을 통해서 고무가 몰드 내에서 어떤 흐름을 보이는 지 파악하고 실제 Air Vent의 위치와 비교 분석하여 해석의 유용성을 검증할 수 있었다.
본 논문은 타이어용 고무의 점탄성 거동 파악 및 타이어 제조공정 중 가류공정에서 Green Tire가 몰드에 안착 시 몰드 내부에서 고무의 흐름 현상을 파악 하는데 있다. 우선 고무의 점탄성 성질에 따른 흐름 특성을 파악하기 위해 모세관 다이에서의 해석을 수행하였다. 실험에서는 Fluidimeter를 사용하여 팽윤양을 측정하였고, 해석에서는 Fluent사의 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics)프로그램인 Polyflow를 사용하였다. 해석에서는 비선형 미분 점탄성 모델인 Phan-Thien-Tanner(PTT) 모델을 사용하여 여러 가지 모드에서 이완시간 (Relaxation Time)에 따른 다이 팽윤양을 예측하였고, 실험과 비교 분석하였다. 그리고 모세관 다이에서 유량에 따른 압력강하와 속도분포 그리고 전단변형율에 따른 점탄성 거동을 분석하였다. 모세관 다이에서 PPT 모델을 사용하여 이완시간을 설정하는 방법을 구축하였고, 점탄성 해석의 2모드와 3모드에서 이완시간의 조절을 통하여 해석의 결과와 실제 스웰량을 일치시킬 수 있음을 확인하였다. 가류공정 중 Green Tire의 Tread 형상에 따른 고무 흐름을 파악하기 위하여 고무가 몰드에 채워지는 균일성, 균일한 압력에 도달하는 시간, Green Tire의 변형 및 왜곡을 평가하였다. 그리고 Tread 굴곡의 형상과 금형의 굴곡의 형상에 따른 흐름성을 평가하여 Tread 및 금형 설계의 가이드라인을 구축하였다. 또한 Tread에서 Groove 각도 변화에 따라 고무 흐름의 편차가 발생하기 때문에 접촉되는 순서를 파악하여 가스벤팅의 설계를 제시하였다. 실제 타이어의 3차원 해석을 통해서 고무가 몰드 내에서 어떤 흐름을 보이는 지 파악하고 실제 Air Vent의 위치와 비교 분석하여 해석의 유용성을 검증할 수 있었다.
In this study the viscoelastic simulation of rubber for tire and flow simulation of rubber in the mold during tire curing process have been studied. Firstly, the viscoelastic behaviors of rubber compound in the capillary die were investigated. Die swells of rubber compounds at the capillary die have...
In this study the viscoelastic simulation of rubber for tire and flow simulation of rubber in the mold during tire curing process have been studied. Firstly, the viscoelastic behaviors of rubber compound in the capillary die were investigated. Die swells of rubber compounds at the capillary die have been investigated through an experiment and computer simulation. Experiments and simulations have been performed using fluidity tester and commercial CFD code, Polyflow respectively. Die swells of rubber compounds in a capillary die were predicted using non-linear differential viscoelastic model, Phan-Thien-Tanner(PTT) model for various relaxation times and relaxation modes. The results of simulation were compared with the experiments. Pressure and velocity distribution, and circulation flows at the corner of capillary die have been investigated through computer simulation. It is concluded that the PTT model successfully represented the amount of the die swell of rubber compounds for various relaxation times at two and three modes. Secondly, a flow behavior of rubber compounds for tread design of green tire during curing process have been analyzed. The objective of flow simulation is design of optimum tread shape based on the sequence of contact, shaping time, and wave in green tire. A design of air vent have been presented through the contact sequence for various groove angle of tread. Lastly, the flow behavior of the rubber in mold have been analyzed through 3D simulation using real tire tread. The validity of simulations has been verified by comparing the locations of air vents.
In this study the viscoelastic simulation of rubber for tire and flow simulation of rubber in the mold during tire curing process have been studied. Firstly, the viscoelastic behaviors of rubber compound in the capillary die were investigated. Die swells of rubber compounds at the capillary die have been investigated through an experiment and computer simulation. Experiments and simulations have been performed using fluidity tester and commercial CFD code, Polyflow respectively. Die swells of rubber compounds in a capillary die were predicted using non-linear differential viscoelastic model, Phan-Thien-Tanner(PTT) model for various relaxation times and relaxation modes. The results of simulation were compared with the experiments. Pressure and velocity distribution, and circulation flows at the corner of capillary die have been investigated through computer simulation. It is concluded that the PTT model successfully represented the amount of the die swell of rubber compounds for various relaxation times at two and three modes. Secondly, a flow behavior of rubber compounds for tread design of green tire during curing process have been analyzed. The objective of flow simulation is design of optimum tread shape based on the sequence of contact, shaping time, and wave in green tire. A design of air vent have been presented through the contact sequence for various groove angle of tread. Lastly, the flow behavior of the rubber in mold have been analyzed through 3D simulation using real tire tread. The validity of simulations has been verified by comparing the locations of air vents.
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