Tire aging: acquisition setup and measurement method for ozone-induced crack analysis

Tire aging is a multi-physics degradation process with direct implications for vehicle safety, particle emissions and end-of-life environmental impact. This thesis investigates crack formation in rubber tires caused by ozone-induced aging. To characterize the re sulting surface degradation, a dedicated photographic acquisition system was developed to capture high-resolution images. Crack analysis was carried out in Matlab environment, with a procedure that involves image preparation, crack detection, and crack measure ment. Once identified, the cracks were analyzed through a set of quantitative parameters designed to describe their severity and damage morphology. These metrics provide a comprehensive assessment of the extent and distribution of ozone aging in tires. The ex perimental framework is part of full-scale accelerated aging testing campaigns performed with a climate-controlled endurance chamber designed at Politecnico di Milano. It is ca pable of applying combined environmental agents while subjecting tires to radial load and rotation. The testing conditions closely simulate real-world and attributes to the chamber a unique characteristic in this research field.

L’invecchiamento degli pneumatici è un processo di degrado con implicazioni dirette sulla sicurezza del veicolo, sulle emissioni di particolato e sull’impatto ambientale a fine vita. Questa tesi indaga la formazione di cricche negli pneumatici causata dall’invecchiamento indotto dall’ozono. Per caratterizzare il degrado superficiale risultante, è stato svilup pato un sistema fotografico dedicato per acquisire immagini ad alta risoluzione. L’analisi delle cricche è stata condotta in ambiente Matlab mediante una procedura che comprende preparazione delle immagini, rilevamento delle cricche e misurazione delle stesse. Una volta identificate, le cricche sono state analizzate tramite un insieme di parametri quanti tativi progettati per descriverne la severità e la morfologia del danno. Queste metriche for niscono una valutazione completa dell’estensione e della distribuzione dell’invecchiamento da ozono negli pneumatici. Il framework sperimentale si inserisce nelle campagne di prove di invecchiamento accelerato su scala reale condotte con una camera climatica per prove di resistenza progettata al Politecnico di Milano. Il sistema è in grado di applicare agenti ambientali combinati mentre sottopone lo pneumatico a carico radiale e rotazione. Le condizioni di prova simulano fedelmente quelle reali e conferiscono alla camera una carat teristica unica in questo settore di ricerca.