一、實(shí)驗?zāi)康?/p>

1. 測定汽車輪胎在低溫環(huán)境下的硬度變化，評估其材質(zhì)的耐寒性和剛性改變對輪胎性能的影響。

2. 分析輪胎在低溫時的彈性性能，包括回彈能力和變形恢復(fù)能力，以了解其在寒冷條件下的緩沖性能和行駛舒適性。

3. 檢測輪胎在低溫下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，判斷其在寒冷環(huán)境中承受外力的能力和抗破裂性能。

4. 觀察輪胎在經(jīng)過低溫處理后的磨損情況，評估低溫對輪胎耐磨性的影響，為輪胎的使用壽命預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。

5. 檢查輪胎在低溫環(huán)境下是否出現(xiàn)龜裂、變形等外觀缺陷，以確保輪胎在寒冷氣候下的結(jié)構(gòu)完整性和安全性。

二、實(shí)驗設(shè)備與樣品準(zhǔn)備

（一）實(shí)驗設(shè)備

1. 恒溫恒濕試驗箱

• 溫度范圍：能夠達(dá)到實(shí)驗所需的低溫，例如 -40℃至 -10℃，可根據(jù)實(shí)際測試要求進(jìn)行調(diào)節(jié)和設(shè)定。

• 溫度波動度：控制在 ±1℃以內(nèi)，以保證實(shí)驗過程中溫度的穩(wěn)定性，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

• 濕度控制：雖然本次實(shí)驗主要關(guān)注低溫性能，但試驗箱應(yīng)具備一定的濕度調(diào)節(jié)功能，可在 10% RH - 90% RH 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以便在需要時研究濕度對輪胎耐寒性能的協(xié)同影響。在耐寒測試中，濕度一般可設(shè)置為較低水平，如 30% RH 左右，以模擬寒冷干燥的氣候條件。

• 工作室尺寸：根據(jù)輪胎的尺寸和數(shù)量選擇合適的工作室容積，確保輪胎能夠在箱內(nèi)合理放置，并留有足夠的空間進(jìn)行溫度均勻性測試和其他操作。同時，要保證試驗箱內(nèi)的空氣循環(huán)良好，以使溫度能夠均勻地作用于輪胎各個部位。

2. 硬度計

• 類型：選擇適合輪胎測試的邵氏硬度計，如邵氏 A 型或邵氏 D 型硬度計。邵氏 A 型硬度計適用于測量較軟的橡膠材料，邵氏 D 型硬度計則適用于測量較硬的橡膠材料。根據(jù)輪胎橡膠的硬度特點(diǎn)，選擇合適的硬度計型號進(jìn)行測試。

• 測量精度：硬度計的測量精度應(yīng)至少達(dá)到 0.1 邵氏硬度單位，以準(zhǔn)確測量輪胎在低溫前后的硬度變化。

• 操作方式：硬度計應(yīng)具備簡單易用的操作界面，能夠方便地在輪胎的不同部位進(jìn)行測量，并確保測量結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。同時，硬度計應(yīng)配備合適的測試探頭和支架，以適應(yīng)輪胎的曲面形狀和不同的測試位置要求。

3. 拉力試驗機(jī)

• 載荷能力：根據(jù)輪胎的尺寸和預(yù)期的拉伸強(qiáng)度，選擇具有足夠載荷能力的拉力試驗機(jī)。一般來說，拉力試驗機(jī)的大載荷應(yīng)能覆蓋輪胎在低溫下可能承受的大拉力，并且具有一定的余量，以確保測試的準(zhǔn)確性和安全性。例如，對于常見的汽車輪胎，拉力試驗機(jī)的載荷能力可選擇在 5kN - 20kN 之間。

• 測量精度：拉力試驗機(jī)在拉伸力和位移測量方面應(yīng)具有較高的精度。拉伸力的測量精度應(yīng)達(dá)到 ±0.5% 以內(nèi)，位移測量精度應(yīng)達(dá)到 ±0.1mm 以內(nèi)，以準(zhǔn)確測量輪胎在低溫下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率等力學(xué)性能參數(shù)。

• 測試速度范圍：具備可調(diào)節(jié)的測試速度范圍，能夠滿足不同標(biāo)準(zhǔn)和測試要求。在輪胎拉伸測試中，通常可選擇的測試速度為 50mm/min - 500mm/min。根據(jù)實(shí)際測試需要，選擇合適的測試速度，以模擬輪胎在實(shí)際使用過程中的受力情況和變形速率。

• 夾具：配備專門用于輪胎拉伸測試的夾具，夾具應(yīng)具有足夠的夾持力和良好的適應(yīng)性，能夠牢固地夾持輪胎的兩端，并且在拉伸過程中不會對輪胎造成損傷或滑動。夾具的設(shè)計應(yīng)考慮輪胎的形狀和尺寸特點(diǎn)，確保能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的拉伸力分布和準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

4. 磨損試驗機(jī)

• 模擬方式：選擇能夠模擬輪胎實(shí)際行駛磨損情況的磨損試驗機(jī)，例如采用滾動摩擦與滑動摩擦相結(jié)合的方式，通過加載一定的壓力和速度，使輪胎與特定的磨損表面進(jìn)行接觸和相對運(yùn)動，以模擬輪胎在道路上的行駛磨損過程。

• 加載參數(shù)：可調(diào)節(jié)的加載壓力范圍應(yīng)能夠覆蓋輪胎在實(shí)際使用中的正常載荷范圍，并且具有一定的精度控制。例如，加載壓力可在 0.2MPa - 1.5MPa 之間調(diào)節(jié)，精度為 ±0.05MPa。同時，磨損試驗機(jī)應(yīng)能夠控制輪胎的滾動速度和滑動比例，以模擬不同的行駛工況對輪胎磨損的影響。滾動速度可在 20km/h - 120km/h 之間調(diào)節(jié)，滑動比例可在 0% - 30% 之間調(diào)節(jié)。

• 磨損測量系統(tǒng)：配備準(zhǔn)確的磨損測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r測量輪胎在磨損試驗過程中的磨損量。常見的磨損測量方法包括重量損失法、輪廓測量法和厚度測量法等。根據(jù)實(shí)驗要求和精度需求，選擇合適的磨損測量系統(tǒng)，并確保其測量精度在合理范圍內(nèi)。例如，采用重量損失法時，測量精度應(yīng)達(dá)到 ±0.1g；采用輪廓測量法或厚度測量法時，測量精度應(yīng)達(dá)到 ±0.01mm。

• 數(shù)據(jù)記錄與分析：磨損試驗機(jī)應(yīng)具備數(shù)據(jù)記錄和分析功能，能夠自動記錄輪胎在不同磨損階段的磨損量、磨損速率以及其他相關(guān)參數(shù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和曲線繪制，以便直觀地了解輪胎的磨損特性和規(guī)律。同時，試驗機(jī)還應(yīng)能夠輸出測試報告，包括測試條件、測試結(jié)果和數(shù)據(jù)分析結(jié)論等內(nèi)容，為實(shí)驗結(jié)果的評估和應(yīng)用提供方便。

（二）樣品準(zhǔn)備

1. 選擇具有代表性的汽車輪胎樣品若干，輪胎應(yīng)來自同一批次或生產(chǎn)工藝相近，以確保樣品之間的性能一致性。考慮到不同規(guī)格和型號的輪胎在結(jié)構(gòu)和性能上可能存在差異，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗?zāi)康暮蛯?shí)際應(yīng)用情況選擇合適的輪胎進(jìn)行測試。例如，可以選擇常見尺寸的乘用車輪胎或商用車輪胎作為測試樣品。

2. 對輪胎樣品進(jìn)行編號，以便在實(shí)驗過程中對每個樣品進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)記錄和跟蹤分析。編號應(yīng)清晰、唯，并且不易磨損或脫落，可采用標(biāo)記筆在輪胎側(cè)面或其他不影響測試結(jié)果的部位進(jìn)行標(biāo)記。

3. 在進(jìn)行實(shí)驗前，對輪胎樣品進(jìn)行外觀檢查，使用肉眼或放大鏡仔細(xì)觀察輪胎的表面是否有缺陷、損傷、氣泡、雜質(zhì)等異常現(xiàn)象，同時檢查輪胎的花紋深度和完整性。如有必要，可使用專業(yè)的輪胎檢測設(shè)備，如輪胎 X 光檢測儀，對輪胎的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，確保輪胎樣品在初始狀態(tài)下沒有潛在的質(zhì)量問題。記錄輪胎的初始外觀狀態(tài)和花紋深度等信息，作為后續(xù)對比分析的依據(jù)。

4. 對輪胎進(jìn)行預(yù)處理，包括在常溫下進(jìn)行一定時間的停放，以使輪胎的性能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。一般來說，輪胎可在常溫（23℃±2℃）環(huán)境下停放 24 小時以上，然后再進(jìn)行后續(xù)的測試操作。在停放過程中，應(yīng)避免輪胎受到陽光直射、化學(xué)物質(zhì)侵蝕或其他外界因素的影響。

三、測試條件設(shè)定

（一）溫度

（二）時間

（三）濕度

四、實(shí)驗步驟

（一）初始性能測試

1. 硬度測試

• 在常溫環(huán)境下（23℃±2℃），使用硬度計在輪胎的不同部位（如胎面、胎側(cè)、胎肩）進(jìn)行硬度測量，每個部位測量至少 3 個點(diǎn)，取平均值作為該部位的初始硬度值。記錄輪胎各部位的初始硬度數(shù)據(jù)，包括邵氏硬度值和測量位置。

2. 彈性測試

• 使用專業(yè)的彈性測試設(shè)備（如回彈儀）在輪胎的胎面上選擇若干個測試點(diǎn)，測量輪胎在常溫下的回彈高度，計算回彈率作為初始彈性指標(biāo)。回彈率的計算公式為：回彈率 = （回彈高度 / 下落高度）×100%，其中下落高度為回彈儀測試頭自由下落的高度，一般為固定值。記錄每個測試點(diǎn)的回彈高度和回彈率，取平均值作為輪胎的初始彈性性能數(shù)據(jù)。

• 對輪胎進(jìn)行加載卸載試驗，模擬輪胎在實(shí)際行駛中的變形情況。使用壓力機(jī)對輪胎施加一定的載荷（例如輪胎額定載荷的 50%），保持一定時間后卸載，觀察輪胎的變形恢復(fù)情況。測量輪胎加載前后的高度變化和卸載后的恢復(fù)時間，評估輪胎在常溫下的變形恢復(fù)能力。記錄加載壓力、加載時間、高度變化和恢復(fù)時間等數(shù)據(jù)。

3. 拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率測試

• 從輪胎上裁剪出符合拉力試驗機(jī)要求的標(biāo)準(zhǔn)試樣，試樣的形狀和尺寸可參考相關(guān)的橡膠材料拉伸測試標(biāo)準(zhǔn)，如啞鈴型試樣。在常溫下，使用拉力試驗機(jī)對試樣進(jìn)行拉伸測試，設(shè)置合適的測試速度（如 100mm/min），記錄拉伸過程中的力 - 位移曲線。

• 從力 - 位移曲線中確定輪胎試樣的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。拉伸強(qiáng)度是指試樣在斷裂前所能承受的大拉伸應(yīng)力，計算公式為：拉伸強(qiáng)度 = 大拉伸力 / 試樣原始橫截面積；斷裂伸長率是指試樣在斷裂時的伸長量與原始長度的比值，計算公式為：斷裂伸長率 = （斷裂時的長度 - 原始長度）/ 原始長度 ×100%。對至少 5 個試樣進(jìn)行測試，取平均值作為輪胎在常溫下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率數(shù)據(jù)。

4. 磨損測試

• 將輪胎安裝在磨損試驗機(jī)上，按照設(shè)定的加載壓力（如 0.5MPa）、滾動速度（如 60km/h）和滑動比例（如 10%）進(jìn)行磨損試驗。在試驗前，使用精確的測量工具（如電子秤或輪廓測量儀）測量輪胎的初始重量或花紋深度，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

• 進(jìn)行一定時間的磨損試驗（如 4 小時）后，停止試驗機(jī)，再次測量輪胎的重量或花紋深度。通過計算輪胎在磨損試驗前后的重量損失或花紋深度減少量，確定輪胎在常溫下的磨損量。根據(jù)磨損量和試驗時間，計算輪胎的磨損速率（單位時間內(nèi)的磨損量）。記錄磨損試驗的各項參數(shù)和輪胎的磨損數(shù)據(jù)，包括初始重量（或花紋深度）、終重量（或花紋深度）、磨損量、磨損速率等。

5. 外觀檢查

• 使用肉眼和放大鏡對輪胎進(jìn)行全面的外觀檢查，觀察輪胎的表面是否有缺陷、損傷、氣泡、雜質(zhì)等異常現(xiàn)象，特別注意檢查輪胎的花紋是否清晰、完整，有無磨損不均勻或局部磨損嚴(yán)重的情況。對輪胎的側(cè)面和胎圈部位也進(jìn)行仔細(xì)檢查，查看是否有裂紋、變形或其他異常跡象。記錄輪胎的初始外觀狀態(tài)，包括任何發(fā)現(xiàn)的異常情況和其位置、特征等信息，并拍攝照片作為輔助記錄。

（二）低溫處理

1. 將輪胎樣品放入恒溫恒濕試驗箱中，設(shè)置溫度為 -30℃，濕度為 30% RH，啟動試驗箱，開始低溫處理。

2. 在低溫處理過程中，確保試驗箱內(nèi)的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。可以通過試驗箱自帶的溫度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測箱內(nèi)溫度變化情況，如有必要，可定期使用校準(zhǔn)過的溫度計對箱內(nèi)溫度進(jìn)行

標(biāo)簽：恒溫濕熱試驗箱恒溫恒濕試驗箱環(huán)境模擬試驗箱