اثر ساختار مولکولی SBR و نوع پرکننده بر خواص ابرگرانروکشسان آمیزه های SBR/BR رویه تایرسواری با کمک روش ترکیبی عددی-تجربی

کاهش مقاومت غلتشی تایر نقش بسیار مهمی در دستیابی به کاهش CO2 و گرمایش جهانی دارد. از این رو، توجه ویژه ای برای پیش بینی اتلاف انرژی در آمیزه رویه توسط سازندگان تایر شده تا آمیزه هایی با اتلاف انرژی پایین طراحی و به کار گرفته شوند. در این پژوهش، مدل مکانیکی سه گانه متشکل از مدل ابرکشسان سه جمله ای Ogden، مدل گرانروکشسان غیرخطی Bergstrom-Boyce همراه با مدل نرم شدگی تنش Ogden-Rouxbrgh برای بیان رفتار مکانیکی نیرو-تغییر مکان لاستیک پیشنهاد شد. ابتدا دو مجموعه آمیزه لاستیکی بر پایه آمیخته کائوچوهای SBR/BR محلولی و امولسیونی تقویت شده با دو  نوع دوده و سیلیکای اصلاح شده سطحی ساخته شدند. مقدار کل پرکننده ثابت و برابر 80phr  درنظر گرفته شد. هر مجموعه شامل سه آمیزه با مقادیر مختلف از پرکننده ها بود. بدین ترتیب که در آمیزه اول 80phr  دوده بدون سیلیکا و در آمیزه های دوم و سوم به ترتیب 20 و   40phr سیلیکا به جای دوده جایگزین شدند. رفتار مکانیکی کششی آمیزه های پخت شده روی نمونه نواری شکل با عرض  2cm که زیر بار رفت و برگشتی قرارگرفته بود و نیز آزمون کشش با استاندارد ASTM  D-412 C تعیین شدند. الگوریتم چرخه ای بهینه سازی شده بر اساس مدل اجزای محدود نمونه نواری شکل ساخته شده در نرم افزار Abaqus به همراه دو جزء انطباق نتایج و بهینه سازی (Nelder-Mead) در نرم افزار Isight طراحی شد. از این الگوریتم برای تعیین پارامترهای مدل مکانیکی استفاده شد. نتایج به دست آمده از شبیه سازی با داده های تجربی حاکی از دقت زیاد مدل پیشنهادی است. پیش بینی اثر نوع کائوچوی SBR (محلولی یا امولسیونی) و نوع و مقدار پرکننده (دوده و سیلیکا) به کمک پارامترهای پیش بینی شده مدل مطالعه شد. نشان داده شد، ارتباط بسیار خوبی بین تغییرات این پارامترها با ساختار کائوچو و نحوه عملکرد پرکننده ها وجود دارد. همچنین مشخص شد، کائوچوی  SBR محلولی نسبت به نوع امولسیونی %50 عملکرد بهتری دارد و نیز افزودن سیلیکا موجب کاهش %25 تا %35 اتلاف انرژی می شود.