一般来说,长期用于轮胎硫化过程的模具内表面都会附着一层牢固的有机、无机物污染物,主要成分为硅油、炭黑、氧化物和硫化物等。这些污染物沉积在轮胎花纹死角区,对硫化轮胎质量产生重要影响,因此,轮胎模具清洗成为轮胎制造业不可或缺的一道工序,将直接影响到轮胎成型后的质量等级。轮胎模具激光清洗工艺具有高效快捷、成本低、产生的热负荷和机械负荷很小,因此不会损伤模具、绿色无环境污染等优势。轮胎模具脉冲激光清洗工艺如果能在实际生产中大量投入使用,将实现我国轮胎模具清洗工艺突破性变革,对轮胎模具清洗行业产生深远的影响。利用Abaqus、Visual Studio、IVF XE2013软件相关联,运用有限元思想进行轮胎模具脉冲激光清洗数值模拟,建立了激光清洗过程中模具传热模型以及三种有限差分法求解模型,即显式计算模型、隐式计算模型和混合计算模型。其中,显式计算模型对材料性能参数、时间步长和空间步长的选择有要求,隐式计算模型和混合计算模型在任何条件下都是稳定的,但求解步骤更复杂,计算量更大,但是混合计算模型得到的近似解收敛性最好,结果更加精确。所以,可根据具体实际工艺要求选择相应有限差分法求解模型进行求解。建立了轮胎模具脉冲激光清洗数值模拟有限元模型,得到了轮胎模具吸收激光能量产生的温升和激光光源能量密度的分布及变化规律,温度和激光光源能量密度在模具表面及内部均存在分布梯度,模具表面中心部分会出现热流密度累积现象,导致起始和结束部分的温升低于中间部分,随着时间的推进,结点温度呈现迅速多阶梯式上升趋势,随后较缓慢下降,路径温度先上升再下降,随着能量密度的增加,结点以及路径的整体温度、可达到的最高温度、加热速率均随之上升,随着扫描速度的增加,结点和路径的整体温度、可达到的最高温度均随之下降并且结点开始温升时刻和阶梯式温升过程所用的时间随扫描速度的增大而逐渐减少,得到了轮胎模具吸收激光能量产生的位移分布变化规律,随着清洗过程的进行,表面最大位移逐渐变大并且存在分布梯度,当位移达到此激光清洗参数下可允许最大位移后不变,但产生范围会持续增大,当清洗过程完成后,模具表面进入热弹性应变恢复阶段,结点位移随着时间的进程首先保持不变,随后呈现多级阶梯式增大趋势,最后缓慢下降,随着能量密度的增加,结点整体位移、最大位移、加速度均随之上升,随着扫描速度的增加,结点整体位移、最大位移均随之下降,结点开始产生位移时刻随着扫描速度的增大而逐渐向前推移,位移阶梯式增大过程所用的时间也随扫描速度的增大而逐渐减少,热弹性应变恢复阶段作用时间逐渐增加。得到了轮胎模具表面最高温度、表面最大位移随激光能量密度变化呈直线分布的规律及其拟合方程,当扫描速度在3m/s到10m/s范围内时,轮胎模具表面最高温度随扫描速度变化近似呈反比例分布的规律及其拟合方程,确立了轮胎模具脉冲激光清洗数值模拟在扫描速度v=5m/s条件下能量密度的清洗阈值为4.58J/cm2,损伤阈值为22.72J/cm2,在能量密度φ=20.70J/cm2条件下扫描速度的损伤阈值为4.5657m/s,确立了能量密度φ=20.70J/cm2,扫描速度v=5m/s为目前轮胎模具脉冲激光清洗合理工艺参数,揭示了轮胎模具脉冲激光清洗主要机理为基体热振动效应机理和烧蚀效应机理并提出了轮胎模具脉冲激光清洗工艺质量评价体系。