双向应力作用下硅橡胶的蠕变和Mullins效应

发布时间：2023-05-11 05:01

　　橡胶因其特有的超弹性、黏弹性、耐磨性和绝缘性等,被广泛应用于汽车轮胎工业、轨道交通和地下防护工程等重要民生和国防领域。长期以来,橡胶的超弹性、黏弹性等力学性能受到材料科学和力学研究者们的广泛关注和研究,但以往研究主要集中在单向应力状态,少有涉及双向应力状态或三向应力状态。然而,实际的橡胶构件往往处于复杂应力状态,因此,研究复杂应力状态下橡胶的力学性能具有十分重要的科学意义和现实价值。本文以硅橡胶为研究对象,通过试验研究和理论分析,探讨其双向拉伸下的蠕变性能、非线性黏弹性、时间-应力等效性和Mullins效应。主要研究内容和获得的主要结论如下:(1)十字形双轴拉伸试样的优化设计。针对橡胶材料十字形试样无制样标准的现状,通过ABAQUS有限元软件,对臂部加强的十字形试样进行双轴拉伸模拟,分析加强片材料类型和加强臂几何参数对试样中心区域应力、应变分布的影响,设计出中心区域变形均匀的试样,区内应力与试样双臂处的名义应力相等。(2)橡胶双轴拉伸蠕变性能及其时间-应力等效分析。采用硅橡胶十字形试样,设定不同的双臂应力比,开展不同应力水平下的双轴拉伸蠕变试验,得到相应的应变-时间曲线。基于柯西应力和...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 高聚物材料的基本力学行为
        1.1.2 高聚物材料加速表征方法
        1.1.3 橡胶材料的Mullins效应
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双向应力状态试验方法的研究现状
        1.2.2 十字形双轴试样设计的研究现状
        1.2.3 高聚物长期力学性能加速表征的研究现状
        1.2.4 Mullins效应的研究现状
    1.3 本文主要研究内容及研究思路
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 研究思路
第2章 橡胶材料的双轴拉伸蠕变及其时间-应力等效分析
    2.1 双轴拉伸试验方法
    2.2 橡胶双轴拉伸试样设计
        2.2.1 单向恒速拉伸试验
        2.2.2 双轴试样设计
    2.3 橡胶双轴拉伸蠕变试验
        2.3.1 加载方案
        2.3.2 试验结果与分析
    2.4 双轴时间-应力等效分析
        2.4.1 应变度量
        2.4.2 应力度量
        2.4.3 时间-应力等效分析
    2.5 本章小结
第3章 橡胶材料双向应力状态下的Mullins效应
    3.1 橡胶超弹性本构模型
    3.2 伪弹性理论
    3.3 橡胶循环拉伸试验
        3.3.1 单轴拉伸循环试验
        3.3.2 双轴拉伸循环试验
        3.3.3 试验结果分析
    3.4 Mullins效应的Odgen伪弹性本构描述
    3.5 本章小结
第4章 全文总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加的科研课题



本文编号：3814210