橡胶基复合材料结构的变形行为研究

发布时间：2020-12-06 04:02

　　橡胶基复合材料是继树脂、金属、陶瓷基体之后又一类非常重要的复合材料。由其超弹性、大变形特征,在航空航天、轻结构建筑、油料运输管等领域有较大的应用潜力。对橡胶基复合材料的本构模型开展研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究了橡胶材料和帘线/橡胶复合材料的本构模型,并对直升机航空发动机中的粒子分离器气囊鼓包结构的变形行为进行了分析。主要研究内容及结论如下:（1）基于连续介质力学采用Rivlin提出的级数函数对橡胶材料的本构模型进行了分析研究。橡胶材料的本构模型主要有三种形式:Neo-Hookean模型、Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型。由材料应变能函数与不变量关系,通过理论推导得到了橡胶材料本构模型的应力-应变关系。通过橡胶材料的单轴拉伸试验数据,分别拟合出三种超弹性本构模型的材料参数,将试验数据与三种模型函数曲线进行对比,通过对橡胶材料的单轴拉伸仿真分析,进一步验证在中小应变范围内Mooney-Rivlin模型的准确性。（2）基于单向纤维增强连续介质力学理论建立了帘线/橡胶复合材料的本构模型。在连续介质力学理论基础上,通过材料的应变能密度函数建立了一种考虑帘线与橡胶... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1粒子分离器结构示意图

南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文横截面上应用均匀化方法、在第三方向用解析的方法得到复合材能够得到精度较高的细观应力场结果，但计算过程十分繁琐，计构件很难进行有限元分析。筋模型是近年来在轮胎帘线/橡胶复合材料中应用较多的一种模型，这方法，可以在基体橡胶上叠加一层或几层加强筋（rebar）单元，元和叠加单元共享相同的节点，所以有限元模型中并没有引入更多

图 2. 1 1 型哑铃状橡胶试件伸试验是在 SDS50 型电液万能试验机上进行，采示。由于橡胶材料和帘线/橡胶复合材料柔性材料在使引伸计超量程而受损，所以未使用引伸计测量法，通过设置相同相机拍摄频率与试验机的拉伸，实验结束后停止采集。试验开始前在拉伸试件表距的圆点，并在试件左侧固定标尺，图像处理时分形位移。实验装置如图 2.3 所示，在试验过程中采/min。

【参考文献】：
期刊论文
[1]帘线/橡胶复合材料各向异性黏-超弹性本构模型[J]. 黄小双,彭雄奇,张必超.  力学学报. 2016(01)
[2]全钢子午线轮胎加强层帘线角对胎圈部位性能的影响[J]. 王喜元,王青春,谢熠萌.  交通节能与环保. 2015(04)
[3]一种基于帘线/橡胶复合材料细观力学的精确建模方法[J]. 任杰,仲健林,马大为.  复合材料学报. 2014(06)
[4]填充橡胶本构模型研究进展[J]. 危银涛,方庆红,金状兵,冯希金.  高分子通报. 2014(05)
[5]考虑纤维弯曲刚度的橡胶-帘线复合材料各向异性超弹性本构模型[J]. 孙书蕾,毛建良,彭雄奇.  应用数学和力学. 2014(05)
[6]碳酸钙晶须/天然橡胶复合材料力学性能的研究[J]. 陈晰,桂红星,陈涛.  广东化工. 2013(11)
[7]一种考虑剪切作用的各向异性超弹性本构模型[J]. 郭国栋,彭雄奇,赵宁.  力学学报. 2013(03)
[8]玻璃纤维帘线增强硬质橡胶的结构与性能研究[J]. 侯斌,李蕾,张立群,王益庆.  橡胶工业. 2012(10)
[9]全钢载重子午线轮胎胎圈损坏引出的钢丝帘线抽出力探讨[J]. 黎宁,陈子静.  轮胎工业. 2010(06)
[10]NR/织物复合密封材料的粘合性能研究[J]. 刘彦君,魏伯荣,胡百纯,杨学军.  橡胶工业. 2010(03)

硕士论文
[1]橡胶疲劳寿命的有限元分析研究[D]. 曹婷婷.华南理工大学 2014
[2]2.5维机织风扇静子叶片/机匣连接结构静强度分析方法研究[D]. 刘浩龙.南京航空航天大学 2014
[3]车用空气弹簧力学特性研究与有限元分析[D]. 陆晓黎.华南理工大学 2011
[4]芳纶1313织物及其增强硅橡胶复合材料的性能研究[D]. 李鑫陵.浙江理工大学 2011
[5]帘线—橡胶复合材料界面力学性能研究[D]. 李杨.哈尔滨工业大学 2009
[6]商用车驾驶室空气悬置的静动特性研究[D]. 黄颖.吉林大学 2009
[7]机织层压类柔性复合材料界面粘接性能的研究[D]. 兰竹.东华大学 2009
[8]多轴向经编织物为骨架的柔性复合材料的性能研究[D]. 徐文建.东华大学 2007



本文编号：2900685