橡胶材料损伤问题的实验研究

发布时间：2017-04-02 05:11

  本文关键词：橡胶材料损伤问题的实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：橡胶材料具有超弹性、非线性大变形及低模量等优良的力学性能,广泛应用于机械制造、交通运输、电气通讯和航空航天等领域。橡胶制品在服役过程中长期处于低幅循环受力状态,加载速度、加载幅值和温度等复杂的外部因素易使橡胶制品发生失效从而导致严重后果,因此对其可靠性进行研究越来越受到人们关注。由于橡胶材料力学性能的复杂性,对其可靠性的理论分析十分困难。本文在单轴拉伸和循环加载两种实验条件下,对橡胶材料损伤规律进行了研究,分析了速度、温度及预应变等因素对损伤规律的影响。主要包括以下内容:1、在单轴拉伸实验中,采用不同加载速度和温度进行实验,分析加载速度和温度对橡胶材料损伤规律的影响,使用最大主应力峰值和面积法结果作为损伤参量,计算不同加载速度和温度下橡胶材料的损伤:加载速度的提高使材料的损伤呈非线性增大,且随速度的升高损伤增加的幅度逐渐减小。温度对损伤的影响规律较为复杂,在较低温度范围(20~70℃)内,损伤呈对数形式增长;在较高温度范围(70~90℃)内,损伤幅度变化不大,呈离散型变化;在高温范围(100~120℃)内,损伤的变化形式与较低温时相反,损伤量呈下降趋势。2、在循环加载实验中,采用不同加载速度、温度和预应变进行实验,分析加载速度、温度和预应变对橡胶损伤规律的影响,使用最大主应力峰值、应变能密度峰值、面积表示法及弹性模量法结果作为损伤参量,计算了不同加载速度、温度和预应变下橡胶材料的损伤:随加载速度的增加,损伤呈对数形式增长;温度升高使相同循环加载方式下产生的损伤降低;施加预应变较小(0~0.3?)时,损伤会随预应变的增加而存在较小幅度的加大,之后损伤的增长幅度不断升高。3、对橡胶材料施加一定的预应变进行循环加载试验,并与将实验试件在该应变状态下保持一定时间后的循环加载试验结果进行比较。对比两种不同实验方式下预应变对橡胶材料损伤的影响:损伤均随预应变的增加而增大,其中保持应变状态一定时间的材料的损伤变化幅度明显低于未放置的材料的损伤变化幅度。
【关键词】：橡胶材料 损伤参量 加载速度 预应变 温度
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ330.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 橡胶材料损伤问题研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外关于橡胶材料损伤问题的研究现状10-14
• 1.3 本文的主要工作14-15
• 第二章 橡胶材料损伤参量15-21
• 2.1 损伤参量选择15
• 2.2 最大主应变量法15-17
• 2.3 应变能密度法17-18
• 2.4 加载段所围面积表示法18-19
• 2.5 弹性模量法19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 单轴拉伸条件下损伤问题的实验研究21-41
• 3.1 引言21
• 3.2 单轴拉伸实验21-29
• 3.2.1 实验21-23
• 3.2.2 实验结果23-25
• 3.2.3 Mooney-Rivlin本构方程参数的确定25-29
• 3.3 单轴拉伸条件下加载速度对损伤的影响29-32
• 3.3.1 实验拟定29
• 3.3.2 实验结果29-31
• 3.3.3 加载速度对损伤量的影响31-32
• 3.4 单轴拉伸条件下温度对损伤的影响32-39
• 3.4.1 实验及实验结果32-35
• 3.4.2 温度对材料损伤的影响35-39
• 3.4.2.1 最大主应力峰值损伤量分析35-36
• 3.4.2.2 面积表示法损伤量分析36-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 循环加载条件下损伤问题的实验研究41-61
• 4.1 循环加载条件下速度对损伤的影响41-46
• 4.1.1 引言41
• 4.1.2 实验及实验结果41-43
• 4.1.3 实验结果分析43-44
• 4.1.4 加载速度对材料损伤的影响44-46
• 4.2 循环加载条件下预应变对损伤的影响46-56
• 4.2.1 引言46-47
• 4.2.2 实验及实验结果47-48
• 4.2.3 实验结果分析48-49
• 4.2.4 预应变对材料损伤的影响49-56
• 4.2.4.1 最大主应力峰值损伤量分析49-51
• 4.2.4.2 面积表示法损伤量分析51-54
• 4.2.4.3 弹性模量法损伤量分析54-56
• 4.3 循环加载条件下温度对损伤的影响56-60
• 4.3.1 实验及实验结果56-58
• 4.3.2 温度对材料损伤的影响58-60
• 4.3.2.1 最大主应力峰值损伤量分析58
• 4.3.2.2 面积表示法损伤量分析58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 结论61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

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3 陆建国;考虑非比例附加强化的多轴高周疲劳寿命预测方法[D];南京航空航天大学;2012年

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本文编号：281928