橡胶材料研究方法简介
橡胶弹性材料的制备与性能研究
橡胶弹性材料的制备与性能研究橡胶是一种具有独特弹性的材料,广泛应用于工业和生活中。
其制备和性能研究一直是材料科学的研究重点。
本文将从橡胶的制备和性能两个方面进行探讨,介绍其制备方法和相关性能研究的进展。
一、橡胶的制备方法橡胶的制备方法主要有两类:自然橡胶和合成橡胶。
1. 自然橡胶自然橡胶主要来源于乳胶,乳胶是橡胶树中由橡胶细胞分泌的胶体液体。
自然橡胶的制备过程包括乳胶的收集、稳定处理和脱水。
(1)乳胶的收集:通过橡胶树皮的割伤,使乳胶液流出。
一般采用"Tapping"方法,将刀片划过树皮,使乳胶流入容器中。
(2)稳定处理:乳胶直接从橡胶树中采集后,含有大量的杂质和非橡胶成分,需要经过稳定处理,以便进一步加工。
稳定处理主要包括澄清和酸化。
(3)脱水:处理后的乳胶大部分为水,需要通过脱水方法,将水分脱除,得到干燥的橡胶。
2. 合成橡胶合成橡胶是通过化学合成的方法制备的。
合成橡胶有多种种类,常见的有丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶等。
合成橡胶的制备过程包括橡胶前体的合成、橡胶胶料的混炼和橡胶的硫化。
(1)橡胶前体的合成:合成橡胶的制备首先需要合成橡胶的前体物质,例如合成丁苯等。
橡胶前体的合成方法通常是通过聚合反应,将单体进行聚合合成高分子。
(2)橡胶胶料的混炼:合成的橡胶前体与胶料中的其他添加剂(例如硫化剂、促进剂等)混合,通过机械混炼,使各种添加剂均匀分布在橡胶中。
(3)橡胶的硫化:混炼好的橡胶胶料通过硫化工艺进行硫化,使橡胶得到交联结构,提高橡胶的强度、硬度和耐热性。
二、橡胶的性能研究橡胶具有优异的弹性和可塑性,但其性能受到多种因素的影响,如橡胶的成分、加工条件等。
1. 橡胶的力学性能橡胶的力学性能包括弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率等。
弹性模量可以反映橡胶的柔软程度,拉伸强度和断裂伸长率可以反映橡胶的抗拉性能和延展性。
2. 橡胶的热性能橡胶的热性能包括熔点、玻璃化转变温度等,这些性能可以反映橡胶在高温条件下的稳定性和可用性。
橡胶材料的性能与应用研究
橡胶材料的性能与应用研究一、橡胶材料的概述在日常生活中,橡胶材料已经无所不在,它可以用于制造轮胎、密封圈、管道等产品。
橡胶材料由天然橡胶和合成橡胶两种类型组成。
天然橡胶是从橡胶树的橡乳中提取的,而合成橡胶是通过化学合成而得到的。
不同的橡胶材料具有不同的物理和化学性质,因此它们在使用时具有不同的性能和应用领域。
二、橡胶材料的机械性能橡胶材料的机械性能是指它在外力的作用下所显示出来的性能,主要包括拉伸强度、断裂伸长率、硬度、抗磨损性和耐磨性等。
其中,拉伸强度是指材料在拉伸时的最大承载力,它反映了材料的力学强度。
断裂伸长率则是代表拉伸材料时材料的延伸程度,这是材料抗拉伸性能的重要指标。
硬度指的则是材料的耐磨性和抗压性能,它反映了材料的强度和刚度。
橡胶材料的抗磨损性能和耐磨性是指材料受到摩擦或磨损的抵抗能力。
这些机械性能是橡胶材料在应用过程中必须具备的基本性能。
三、橡胶材料的化学性能橡胶材料的化学性能是指它在各种化学介质和温度下的化学性质,主要包括抗氧化性、耐油性、耐溶剂性、耐酸碱性和阻燃性等。
抗氧化性是橡胶材料在长期使用过程中所耐受的氧化程度,这直接影响材料的使用寿命。
耐油性是指橡胶材料能承受各种油类介质的程度,这是材料应用范围的重要因素。
耐溶剂性则是指材料能够承受各种溶剂介质的程度。
耐酸碱性则是指能够承受各种酸性或碱性介质的程度。
阻燃性是指材料能承受的火焰温度程度和自燃点。
四、橡胶材料的应用领域在汽车、航空、建筑、电力、机械、纺织、化工等诸多领域中,橡胶材料都有着广泛的应用。
其中,汽车行业是橡胶材料应用最为广泛的领域之一。
轮胎、密封圈、悬挂装置和油封是汽车行业中需要橡胶材料的主要领域,另外,橡胶软管、橡胶脚垫、橡胶缓冲器和橡胶制动器等产品也日益被广泛采用。
此外,在建筑行业中,橡胶材料也被用作隔音、防水和防震材料。
在电力和电子行业中,橡胶材料也是绝缘材料和密封材料的首选。
五、橡胶材料的发展趋势在橡胶材料的研究和应用中,水性胶体橡胶、生态橡胶、高强度橡胶和绿色橡胶等成为材料研究的重点。
橡胶材料的结构与性能研究进展
将增强剂聚集体本身可以发生变形和破坏的特性引入到原有 “链组理论”的“化学交联网组”和“动态吸附网组”概念中, 使之成为“可发生力学松弛、断裂的化学交联网组”(如同硫磺 交联键)和“可发生力学松弛、断裂、再生的动态吸附网组”。
溶胶-凝胶法原位生成Si2O增强橡胶的结构模型
Si Si
Si
Si
橡胶的功能化填充
通过添加功能性填充剂赋予橡胶一些特殊功能 :
电性能 磁性 压电性 导热性 绝热性 滑动性
……
功能性填充剂
石墨填充橡胶材料
石墨的结构模型
石墨的膨胀化处理
石墨填充橡胶的摩擦性能
碳纳米管(CNTs) /橡胶复合材料
N1k T (
1
2
)
N1= N/(A0l0) - 单位体积内的网链数
理论计算与实验值比较
橡胶交联网络结构研究新课题 填充后的网络结构 大形变下的网络结构
橡胶交联网络结构的特征
双网络模型
该模型基于填充弹性体 在外力作用下,变形不 均匀以及填料粒子沿拉 伸方向取向的现象,将 填充弹性体分解成两个 网络:一是化学交联的 基体网络,一是填料粒 子充当交联键的填料弹性体网络(超网络, Supernetwork)。
各类橡胶的特性——耐热性和耐油性
性能特点——与塑料和纤维相比
“橡胶弹性”(熵弹性)
现象:在温度高于玻璃化温度的条件下,外力使试样发生形 变,一旦去除外力,试样又会自动恢复到原始状态。
原因:分子链段进行着剧烈的微布朗运动。 本质:体系的内能不变,主要引起熵的变化。
橡胶弹性的热力学分析
橡胶材料研究方法简介.
研究表明,承受拉伸循环变形的矩形层合件中心区域的应 变能是裂纹增长的主要原因.当层间裂纹扩展δc时,单位 长度材料的能量损失δV为:
Wc——试件中心区域的应变能密度; t——试件厚度。
V WC t c
那么可以得到撕裂能的表达式为
T V / c Wct
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
在循环载荷作用下,我们可以得到裂纹增长速率为:
dc fTmax dn
由上式可以反推出裂纹长度从ci增长到cj所需的周期数n:
n
cj ci
1 dc fTmax
将T与c的关系式代入上式中,就可得到疲劳寿命与变形幅 值、初始裂纹尺寸、裂纹增长特性之间的定量关系。
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
基于损伤力学的研究方法:
根据损伤力学和不可逆热力学,以循环蠕变为损伤变量, 我们可以建立单向橡胶复合材料的损伤演化方程:
* 2B * 2B ( ) ( ) D M 0 0 B 0.1B N Ep 0B i (1 D )
M,B——材料常数; σ*——拉伸应力幅值; σ0——平均应力; Epi——初始循环模量。
2018/9/2
有关粘弹性材料的研究
物质的粘弹性性能与温度、负荷时间、加 载频率、应变幅值以及其他环境因素密切 相关。其中最主要的因素是时间和温度。 多数金属在常温和小应变下表现为弹性, 但是在高温或者振动条件下需要考虑其粘 弹性行为;而粘弹性材料的应变和应力相 应决定于载荷和变形的历史和过程,所以 有种说法是这些材料具有记忆。
lgN= - [lgf( )+lg( +
橡胶材料改性研究及其应用
橡胶材料改性研究及其应用一、橡胶材料的概述橡胶是一种高分子化合物,具有优良的弹性和可塑性,广泛应用于各个领域,如轮胎、橡胶管、密封件等。
常见的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶、热塑性弹性体等。
二、橡胶材料改性技术橡胶材料的改性技术是指通过改变橡胶材料的分子结构或添加其他物质,来改变橡胶材料的性能和用途。
橡胶材料的改性技术常见的有以下几种:1、硫化改性:硫化是橡胶材料最常见的改性方法之一。
硫化可以使橡胶材料具有更好的强度、耐磨性和耐老化性能。
2、填料改性:将一些非橡胶材料加入橡胶中,可以改善橡胶材料的性能。
如碳黑、滑石粉等,可以提高橡胶材料的硬度和抗磨性。
3、表面改性:通过在橡胶材料表面涂覆一层特殊材料,可以改变橡胶材料的外观和性能。
如涂覆一层陶瓷涂层,可以提高橡胶材料的耐腐蚀性和抗热性。
4、交联改性:通过交联反应,可以使橡胶材料形成三维网状结构,从而提高橡胶材料的强度、硬度和耐磨性。
三、橡胶材料改性应用橡胶材料改性技术的应用十分广泛,以下是一些常见的应用:1、橡胶密封件:通过表面改性和填料改性,可以使橡胶密封件具有更好的耐磨性和耐腐蚀性。
2、橡胶管道:通过硫化改性和填料改性,可以使橡胶管道具有更好的耐压性和耐磨性。
3、橡胶轮胎:通过交联改性和填料改性,可以使橡胶轮胎具有更好的强度和耐磨性。
4、橡胶鞋底:通过填料改性和表面改性,可以使橡胶鞋底具有更好的耐磨性和防滑性。
四、橡胶材料改性的发展趋势橡胶材料改性技术的研究一直在进行中,以下是一些未来的发展趋势:1、绿色改性:随着环保意识的提高,绿色改性将成为未来的趋势,通过使用可降解的物质来改善橡胶材料的性能,以降低橡胶材料对环境的影响。
2、功能化改性:橡胶材料的功能化改性将成为未来的重点,通过添加具有特殊功能的物质,如导电材料、磁性材料等,来拓展橡胶材料的应用领域。
3、智能化改性:智能化橡胶材料是未来的发展趋势,通过添加具有感应、响应等特殊功能的物质,来实现橡胶材料的智能化控制和应用。
橡胶单轴拉伸试验
橡胶单轴拉伸试验引言橡胶是一种重要的弹性材料,广泛应用于工业、交通、建筑等领域。
为了研究橡胶材料的力学性能,人们进行了橡胶单轴拉伸试验。
本文将介绍橡胶单轴拉伸试验的原理、实验方法、结果分析以及应用前景。
一、试验原理橡胶单轴拉伸试验是指将橡胶试样置于拉伸机上,沿一个方向施加拉伸力,使试样发生拉伸变形,从而研究橡胶材料的拉伸性能。
试验过程中,通过测量加载力和试样的伸长量,可以得到橡胶的应力-应变曲线,进而了解其力学性能。
二、实验方法1. 试样制备:根据标准要求,制备符合尺寸要求的橡胶试样。
通常采用圆柱形或矩形截面的试样。
2. 试样固定:将试样固定在拉伸机的夹具上,确保试样的位置准确、夹紧牢固。
3. 实验参数设置:根据需要,设置试验参数,如加载速度、加载范围等。
4. 开始拉伸:启动拉伸机,施加拉伸力,使试样发生拉伸变形。
同时,通过传感器测量加载力和试样的伸长量。
5. 记录数据:在拉伸过程中,记录加载力和试样伸长量的变化情况,以便后续分析。
6. 结束试验:当试样发生断裂或达到设定的拉伸程度时,停止拉伸,结束试验。
三、结果分析通过橡胶单轴拉伸试验,可以得到橡胶材料的应力-应变曲线。
根据曲线的特征,可以分析橡胶的力学性能。
常见的结果分析包括以下几个方面:1. 屈服点:曲线上的应力最大值点称为屈服点。
屈服点之前,橡胶呈现线性弹性变形,之后则出现非线性变形。
2. 极限强度:曲线上应力最大值即为橡胶的极限强度。
该数值代表了橡胶在拉伸过程中的最大承载能力。
3. 断裂强度:曲线上应力为零时的应变称为断裂应变,对应的应力即为断裂强度。
断裂强度反映了橡胶的断裂能力。
4. 弹性模量:根据曲线的线性段,可以计算出橡胶的弹性模量。
弹性模量是衡量材料刚性的指标,数值越大,材料越刚性。
5. 可延展性:通过观察曲线的形状,可以评估橡胶的可延展性。
如果曲线陡峭而短,表示橡胶的可延展性较差;相反,如果曲线平缓而长,表示橡胶的可延展性较好。
乙丙橡胶材料检测方法
乙丙橡胶材料检测方法乙丙橡胶是一种常用的橡胶材料,广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。
为了确保乙丙橡胶材料的质量和性能,需要进行相应的检测。
本文将介绍乙丙橡胶材料检测的方法。
乙丙橡胶材料的外观检测是常见的一种方法。
通过肉眼观察乙丙橡胶的颜色、光泽、表面是否有明显的缺陷等,可以初步判断乙丙橡胶的质量。
如果乙丙橡胶的颜色均匀、光泽度好,并且表面没有明显的气泡、裂纹等问题,那么可以认为乙丙橡胶的外观质量较好。
乙丙橡胶材料的物理性能检测也是重要的一项内容。
物理性能包括拉伸强度、硬度、耐磨性等指标。
拉伸强度是指在拉伸状态下材料能够承受的最大力量,可以通过拉伸试验机进行测试。
硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力,可以通过硬度计进行测试。
耐磨性是指材料在摩擦或磨损条件下的性能,可以通过磨损试验机进行测试。
通过这些物理性能检测,可以评估乙丙橡胶材料的强度、耐久性等特性。
乙丙橡胶材料的化学性能检测也是必不可少的。
化学性能包括耐油性、耐酸碱性等指标。
耐油性是指材料在与油类接触时的性能表现,可以通过将乙丙橡胶材料与不同种类的油进行接触实验进行测试。
耐酸碱性是指材料在与酸碱溶液接触时的性能表现,可以通过将乙丙橡胶材料与不同浓度的酸碱溶液进行接触实验进行测试。
通过这些化学性能检测,可以评估乙丙橡胶材料在特定环境下的耐受能力。
乙丙橡胶材料的热性能检测也是重要的一项内容。
热性能包括热变形温度、热导率等指标。
热变形温度是指材料在一定负荷下发生热变形的温度,可以通过热变形温度试验机进行测试。
热导率是指材料导热的能力,可以通过热导率试验仪进行测试。
通过这些热性能检测,可以评估乙丙橡胶材料在高温环境下的稳定性和导热性能。
乙丙橡胶材料的微观结构分析也是一种常用的检测方法。
通过扫描电镜、透射电镜等仪器,可以观察乙丙橡胶的微观结构,了解其组织形态、分子链排列等信息。
这对于研究乙丙橡胶材料的结构与性能之间的关系具有重要意义。
乙丙橡胶材料的检测方法包括外观检测、物理性能检测、化学性能检测、热性能检测和微观结构分析等。
橡胶实验报告
橡胶实验报告橡胶实验报告引言:橡胶是一种重要的材料,在日常生活中广泛应用于制造胶鞋、胶管、胶带等。
为了深入了解橡胶的性质和特点,我们进行了一系列的实验。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和结论,并对橡胶的应用前景进行探讨。
实验目的:1. 研究橡胶的弹性特性;2. 探究橡胶的耐磨性和耐腐蚀性;3. 分析橡胶在不同温度下的性能变化。
实验方法:1. 弹性特性测试:我们选择了不同硬度的橡胶样品,通过拉伸实验测量其拉伸强度和伸长率,以评估其弹性特性。
2. 耐磨性和耐腐蚀性测试:将橡胶样品暴露在不同环境中,如水、油等,观察其变化情况,并进行定量分析。
3. 温度性能测试:将橡胶样品置于不同温度下,测量其硬度和弹性恢复率,以研究温度对橡胶性能的影响。
实验结果:1. 弹性特性测试结果显示,硬度较高的橡胶样品具有较高的拉伸强度和较低的伸长率,而硬度较低的橡胶样品则相反。
这表明橡胶的弹性特性与硬度密切相关。
2. 耐磨性和耐腐蚀性测试结果表明,橡胶在水中的耐磨性较好,但在油中的耐磨性较差。
而耐腐蚀性方面,橡胶对酸性环境具有较好的耐腐蚀性,但对碱性环境的耐腐蚀性较差。
3. 温度性能测试结果显示,随着温度的升高,橡胶的硬度逐渐降低,而弹性恢复率逐渐增加。
这说明温度对橡胶的硬度和弹性有明显影响,高温下橡胶更容易变软并恢复形状。
讨论与应用前景:橡胶作为一种重要的材料,具有广泛的应用前景。
根据实验结果,我们可以得出以下结论和建议:1. 在制造胶鞋、胶管等产品时,应根据所需的弹性特性选择合适硬度的橡胶材料,以确保产品的性能。
2. 对于需要耐磨性的场景,可以选择橡胶材料,尤其是在水中的应用更为适宜。
3. 对于需要耐腐蚀性的场景,可以选择具有较好耐酸性能的橡胶材料,但需避免在碱性环境中使用。
4. 温度对橡胶的性能有显著影响,因此在高温环境下使用橡胶制品时,应注意其硬度和弹性的变化,以确保产品的稳定性。
结论:通过本次实验,我们深入了解了橡胶的弹性特性、耐磨性和耐腐蚀性,以及温度对其性能的影响。
橡胶材料的制备及力学性能研究
橡胶材料的制备及力学性能研究橡胶材料的制备及力学性能研究橡胶材料是一种重要的高分子材料,具有良好的弹性、耐磨和抗腐蚀等特性,在各个领域都有广泛的应用。
本文将对橡胶材料的制备方法和力学性能研究进行详细介绍。
橡胶材料的制备通常分为两种方法,一种是自然橡胶的提取,另一种是合成橡胶的制备。
自然橡胶是从橡胶树中提取的,其主要成分是高分子异戊二烯橡胶。
自然橡胶的制备过程相对简单,主要包括刮橡胶、烧烤橡胶和橡胶凝固等步骤。
自然橡胶的成本较低,但其性能相对较差,难以满足一些特殊场合的需求。
合成橡胶是通过聚合反应制备的,常用的合成橡胶有氯丁橡胶(NBR)、丁腈橡胶(CR)、丁苯橡胶(BR)等。
合成橡胶的制备过程复杂,通常采用乳液聚合、溶液聚合或乳胶聚合等方法。
乳液聚合是将橡胶基础物质溶于水中,通过添加聚合引发剂和合适的温度条件,使橡胶分子发生聚合反应,从而得到乳液状橡胶。
溶液聚合是将橡胶基础物质溶解在有机溶剂中,加入适量的聚合引发剂,通过加热或辐射等方式促使橡胶分子发生聚合反应。
乳胶聚合是将橡胶基础物质粉末分散于水中,并将聚合引发剂溶解在水中,通过适当的剪切力和温度条件来促进聚合反应。
橡胶材料的力学性能研究包括弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率、硬度等指标。
弹性模量是材料长度在单位应力作用下产生的应变,它反映了材料的刚性程度。
拉伸强度是材料在拉伸过程中承受的最大外部力,它反映了材料的抗拉强度。
断裂伸长率是材料在拉伸断裂前的拉伸变形量,它反映了材料的延展性能。
硬度是材料表面抵抗外界物体的能力,一般可通过洛氏硬度计或布氏硬度计测量。
橡胶材料的力学性能研究非常重要,可以帮助我们了解橡胶材料的性能和应用范围。
通过调整橡胶材料的组成和结构可以改善其力学性能,提高橡胶材料的均匀性和稳定性。
此外,还可以通过添加填料、增塑剂等方式来改善橡胶材料的力学性能。
总之,橡胶材料的制备及力学性能研究对于提高橡胶材料的质量和性能具有重要意义。
我们需要不断深入研究橡胶材料的制备方法和力学性能,以满足不同应用领域对橡胶材料的需求,并探索新的材料改性和加工工艺,以进一步提高橡胶材料的性能。
橡胶材料的制备与性能研究
橡胶材料的制备与性能研究橡胶作为一种重要的材料,在现代工业中扮演着重要的角色,其中的性能研究和制备技术的进步为其应用提供了越来越多的可能。
本文就橡胶材料的制备与性能方面的研究进展做简要介绍。
一、橡胶的制备橡胶是一种高分子化合物,其最初的制备方法是从树的皮层提取而来,但这种方法有很多局限性。
随着化学合成技术的进步,人们逐渐从合成橡胶的角度来研究橡胶的制备方法。
其中比较重要的方法就是合成橡胶的树脂乳液法。
树脂乳液法是经由水性反应,将树脂颗粒在稀释的水中分散而得到的。
这种分散相的树脂称为水性树脂或乳液树脂。
橡胶制备过程的步骤如下:1. 用混合材料将单体压缩到一个独立内部反应器中。
2. 将混合材料置于特定环境下,开始反应。
3. 在发生反应时,在已经分散在反应器中的溶质过程中加入单体和催化剂的混合物。
4. 吸收嵌图或其他顺序形成更高分子聚合体。
这种方法的优点在于,可以通过微观水相,使得反应更加均匀,触媒可以更好地分散,同时使得反应可以更加控制,更有利于制备出质量好的橡胶材料。
二、橡胶材料的性能橡胶的性能是使用橡胶材料的重要指标。
一般来说,橡胶材料的性能包括机械性能、耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性、电性能等。
以下将对这些性能进行简要介绍:1. 机械性能机械性能是指橡胶材料在经历组织形变而形成的应力下所承受的力量,包括弹性模量、拉伸强度、屈服强度、断裂势等。
机械性能好的橡胶材料具有强度大、延展性好、还原能力强等优点。
2. 耐热性耐热性是指橡胶材料可以承受或延迟发生温度引起的破坏或收缩等性质。
它包括耐热性、阻燃性、高粘实性等。
通常,橡胶材料要具有良好的热稳定性。
3. 耐腐蚀性耐腐蚀性是指橡胶材料在接触有害物质时,其性能不会发生改变的能力。
虽然橡胶材料本身不耐腐蚀,但可以通过化学改性来提高其耐腐蚀性。
4. 尺寸稳定性尺寸稳定性是指橡胶材料的尺寸稳定性在使用温度范围内的拉伸和收缩极限,包括伸长率、刚度、回弹和压缩应力等。
橡胶材料力学性能测试方法
橡胶材料力学性能测试方法橡胶材料是一种具有高弹性和耐磨性的材料,广泛应用于汽车、电子、建筑等各行各业。
为了确保橡胶材料的质量和性能,需要对其进行力学性能测试。
本文将介绍一些常见的橡胶材料力学性能测试方法。
1. 拉伸试验拉伸试验是评估橡胶材料拉伸性能的常用方法。
该试验使用拉伸试验机,将橡胶样品固定在两个夹具之间,施加拉力逐渐增加,记录拉力和伸长率的变化。
通过拉伸试验可以获得橡胶的强度、伸长率、断裂强度等性能指标。
2. 压缩试验压缩试验用于评估橡胶材料的弹性和抗压性能。
该试验使用压缩试验机,将橡胶样品置于平板夹具之间,施加垂直压力逐渐增加,记录压力和变形的变化。
通过压缩试验可以获得橡胶的抗压强度、压缩模量等性能指标。
3. 硬度测试硬度测试用于评估橡胶材料的硬度和弹性特性。
常见的硬度测试方法有杜氏硬度测试和洛氏硬度测试。
杜氏硬度测试使用硬度计,通过测量针头对橡胶材料的穿透深度来判断硬度。
洛氏硬度测试使用硬度计,通过测量钢球的反弹高度来判断硬度。
硬度测试结果可用于比较不同橡胶材料的硬度和弹性特性。
4. 压痕测试压痕测试用于评估橡胶材料的耐磨性能和硬度。
常见的压痕测试方法有杜拉布试验和布氏硬度试验。
杜拉布试验使用杜拉布硬度计,在一定载荷下,将橡胶样品与砂纸接触并施加往复运动,记录橡胶样品的耐磨性能。
布氏硬度试验使用布氏硬度计,通过测量钻头在橡胶样品上产生的压痕直径来评估硬度和耐磨性能。
5. 动态力学分析动态力学分析用于评估橡胶材料的动态性能和频率响应。
常见的动态力学测试方法有动态拉伸试验和复合模量测试。
动态拉伸试验使用动态力学分析仪,施加连续变化的拉伸载荷,记录橡胶样品在不同频率下的力学性能。
复合模量测试使用复合模量测试仪,测量橡胶样品在不同温度和频率下的动态模量和耗散因子。
以上是几种常见的橡胶材料力学性能测试方法。
通过这些测试方法,可以客观评估橡胶材料的强度、弹性、硬度、抗压性能、耐磨性能等关键指标。
这些测试结果对于橡胶材料的选择、设计和质量控制具有重要意义,能够保证橡胶制品的性能和可靠性,满足各行各业的需求。
橡胶材料的可加工性测试方法
橡胶材料的可加工性测试方法橡胶作为一种重要的材料,在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
在橡胶制品的生产过程中,了解橡胶材料的可加工性是非常重要的,因为它直接影响到产品质量和生产效率。
本文将介绍几种常用的橡胶材料可加工性测试方法,帮助读者深入了解橡胶的特性和加工性能。
一、黏度测试法黏度测试法是一种简单而有效的测试方法,用于评估橡胶材料的可加工性。
首先,将待测试橡胶材料加热至一定温度,使其达到流动状态。
然后,使用黏度计探头测量橡胶材料在特定温度下的黏度。
黏度越高,橡胶材料的流动性越差,加工难度越大。
二、熔融指数测试法熔融指数测试法是另一种常用的橡胶材料可加工性测试方法。
该方法适用于熔融可加工的橡胶材料,如热塑性弹性体。
测试时,将预定重量的橡胶材料装入熔融指数仪中,通过一定的温度和压力条件使其熔化。
然后,测量熔化橡胶材料从熔融指数仪流出所需的时间。
流动速度越快,说明橡胶材料的可加工性越好。
三、光滑度测试法光滑度测试法是一种检测橡胶材料的表面光滑度的方法。
在橡胶材料加工过程中,其表面光滑度直接影响到产品的外观质量。
光滑度测试通常使用表面光滑度仪进行,将仪器的探针轻轻触碰橡胶材料的表面,然后测量所需的力和位移。
通过比较不同橡胶材料的光滑度,可以评估它们的表面质量和可加工性。
四、流动性测试法流动性测试法用于评估橡胶材料在加工过程中的流动性,以及其对形成复杂产品的适应性。
通常使用流变仪进行测试,将橡胶材料应用于特定的模具中,并施加一定的剪切力。
测试时可以测量橡胶材料的剪切应力、剪切速率和剪切应变等参数。
通过分析这些参数的变化,可以得出橡胶材料的流动性和可加工性的信息。
综上所述,橡胶材料的可加工性是制定橡胶制品生产工艺和选择适合的加工设备的关键因素。
黏度测试法、熔融指数测试法、光滑度测试法和流动性测试法都是一些常用的方法,能够全面评估橡胶材料的加工性能。
通过这些测试方法,生产者可以更好地了解橡胶材料的特性,提高产品质量,提高生产效率。
橡胶制品材料的加工工艺及其性能研究
橡胶制品材料的加工工艺及其性能研究橡胶制品广泛应用于汽车、轮船、铁路、航空、建筑、医疗、化工等领域,在各个领域中发挥了重要作用。
但是,橡胶制品具有加工难度大、成本高、工艺要求高的特点,因此,在橡胶材料的加工过程中,需要注意众多细节。
本文将详细介绍橡胶制品材料的加工工艺及其性能研究。
一、橡胶制品材料的属性及其加工工艺橡胶材料的物理和化学性质决定了其独特的加工特性。
橡胶材料在常温下,具有良好的弹性变形、高粘度和不可溶性等特性,因此可以在使用时根据需要进行成型、加工。
一、橡胶材料的硬度橡胶制品中,材料的硬度是非常重要的。
硬度对橡胶的使用寿命、材料的使用范围、力学强度等都会有影响。
因此,在加工工艺中需要严格掌握硬度控制的方法。
二、橡胶材料的黏度橡胶在加工过程中具有高粘性的特性。
在加工时,如果黏度太低,就会导致粘度分布不均、材料的强度和耐久性下降。
因此,在橡胶加工过程中,需要正确掌握黏度的测量方法。
三、橡胶材料的温度和时间温度和时间是影响橡胶加工的两个主要因素。
在加工过程中要合理控制温度和时间的关系。
如果温度过高,就会导致橡胶断裂、氧化等质量问题。
同时,如果时间过长,就会导致橡胶硬化、老化等问题。
四、橡胶制品的成型方式橡胶制品可以采用多种成型方式,包括挤出法、压延法、浇注法、模压法等。
其中压延法是最常用的成型方式,可以适用于各种复杂的形状和结构。
挤出法则可以适用于直径小的管材、胶管等的生产。
模压法则可以适用于特殊形状的制品生产。
二、橡胶材料性能研究在橡胶材料的加工过程中,需要对其材料性能进行研究。
橡胶的材料性能与应用领域息息相关,不同应用领域需要不同材料性能的橡胶材料。
一、橡胶的强度和伸长率橡胶材料的应变硬化曲线决定了其强度及其伸长率。
伸长率是橡胶材料的耐久性的重要指标,因为橡胶材料必须具有一定的弹性和伸长性能以应对循环载荷应力。
二、橡胶的耐温性和耐热性在高温下,橡胶材料的分子结构会发生变化、老化和熔化等问题。
新型橡胶材料的制备及其力学性能研究
新型橡胶材料的制备及其力学性能研究一、引言橡胶材料作为一种广泛使用的材料,广泛应用于各个领域。
许多厂家都在不断地努力提高橡胶材料的性能和稳定性。
在当前的环保和性能提高要求下,一种新型橡胶材料引起了人们的关注。
在这篇文章中,我们将介绍这种新型橡胶材料的制备方法和力学性能的研究。
二、新型橡胶材料的制备方法新型橡胶材料的制备需要借助先进的技术和理论。
下面我们将介绍一种目前常用的制备方法。
1.原料准备新型橡胶材料的生产需要选用合适的原材料。
在不同类型的橡胶材料中,经过实验比较,选用的材料应具有以下特点:具有良好的耐热性、导电性、机械性能以及良好的加工性能等。
2.反应制备在制备新型橡胶材料时,选择合适的反应器进行反应制备。
目前,常用的反应器有搅拌锅、微反应器、反应釜等。
在反应制备过程中,要精确控制反应条件,包括反应温度、时间、反应物配比等。
3.加工新型橡胶材料的加工需要先将反应得到的样品进行初步成型。
这个过程中,需要根据不同的材料性质选择不同的成型方法,包括挤出法、压延法、注塑法等。
接下来,对初步成型后的产品进行表面处理和热处理,以获得合适的形态和性能。
三、新型橡胶材料的力学性能研究对新型橡胶材料的力学性能进行研究,有助于我们更好地了解材料的性能和应用范围。
1.硬度测试硬度是橡胶材料的一种基本物理性能,是评价橡胶材料性能的一个重要指标。
目前,常用的硬度测试方法有邵氏硬度法和龙氏硬度法。
通过对新型橡胶材料的硬度进行测试,可以了解其硬度变化规律及其在应力下的表现。
2.拉伸实验拉伸实验是评价橡胶材料的一种重要方法,也是研究橡胶材料的力学性能的主要手段之一。
在拉伸实验中,我们可以测量材料的断裂强度、伸长率、抗张强度等参数,从而获得宏观上的橡胶材料性能。
3.动态力学热分析动态力学热分析(DMA)是一种可以同时测量弹性模量、流变参数等多种性质的技术。
DMA测试可以全面和有效地了解橡胶材料的宏观和微观力学性能,为材料的应用提供详细信息。
橡胶特性的最为广泛测量
橡胶特性的最为广泛测量摘要橡胶作为一种重要的工程材料,在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
为了更好地了解和控制橡胶的性能,科研人员开发了许多测量方法来研究橡胶的特性。
本文将介绍几种目前广泛应用的橡胶特性测量方法,包括拉伸性能、硬度、耐磨性等。
引言橡胶是一种高弹性材料,具有许多优良性能,如良好的耐磨性、抗老化性和化学稳定性等。
为了更好地利用橡胶材料,研究人员需要对其特性进行准确测量。
目前,已经研究出了许多测量方法来评估橡胶的性能。
拉伸性能测量拉伸性能是衡量橡胶弹性的重要参数。
常用的测量方法包括拉伸试验和剥离试验。
拉伸试验通常通过拉伸试验机进行,可以得到橡胶的拉伸强度、断裂伸长率等参数。
剥离试验则是通过剥离试验机进行,可以评估橡胶与其他材料的粘接强度。
硬度测量硬度是另一个重要的橡胶特性。
常用的硬度测量方法包括杜氏硬度计、洛氏硬度计、布氏硬度计等。
这些硬度计通过在橡胶表面施加一定的载荷,来评估橡胶的硬度。
硬度测试可以帮助工程师选择合适的橡胶材料用于不同的应用场合。
耐磨性测量橡胶在实际使用过程中需要具有一定的耐磨性,以保证其使用寿命。
耐磨性是橡胶材料的重要特性之一,可以通过滑动耐磨试验、磨擦耐磨试验等方法来评估。
这些试验可以模拟实际使用环境中的磨损情况,帮助工程师选择耐磨性较好的橡胶材料。
结论橡胶特性的广泛测量对于提高橡胶材料的应用性能具有重要意义。
本文介绍了几种常用的橡胶特性测量方法,包括拉伸性能、硬度和耐磨性等。
通过科学准确地评估橡胶的性能,可以更好地选择和设计橡胶制品,满足不同应用场合的需求。
橡胶 研究报告
橡胶研究报告
橡胶是一种重要的工业原材料,广泛应用于汽车胎、鞋底、胶带等领域。
本篇研究报告主要介绍橡胶的来源、种类、生产工艺、应用以及市场前景。
橡胶主要分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
天然橡胶是从橡胶树中提取得到的一种高分子物质,主要生长在热带地区。
而合成橡胶则是通过化学反应合成得到的,可以根据不同用途进行调配。
两者在结构和性能上存在差异,但都具有优异的弹性和耐磨损性能。
橡胶的生产过程主要包括采集原料、制备胶乳、固化等步骤。
采集原料时,需要将橡胶树的树皮割开,让乳液流出,经过配方处理后得到胶乳。
制备胶乳时,需要加入稳定剂、硫化剂等辅助剂,提高橡胶的性能和加工性。
固化过程中,橡胶被加热加压处理,使其形成弹性固体。
橡胶广泛应用于汽车工业,特别是汽车胎。
由于橡胶具有优良的弹性和抗磨损性能,能够有效缓解车辆行驶时的震动和噪音,提高行车的稳定性和舒适性。
此外,橡胶还被广泛应用于鞋底、胶带、管道等领域,为这些产品赋予良好的弹性和耐磨损性能。
橡胶市场前景广阔。
随着工业化进程的不断推进,汽车工业、建筑工业、电子工业等对橡胶的需求不断增加。
尤其是汽车工业,随着汽车保有量的不断增加,对橡胶胎、密封件等的需求将保持较高增长。
此外,新材料的研发和推广,也为合成橡胶的应用提供了更广阔的发展空间。
综上所述,橡胶作为一种重要的工业原材料,在汽车工业、建筑工业等领域拥有广泛应用。
未来随着工业化进程的不断推进,橡胶市场前景仍然广阔,我们可以通过不断优化生产工艺、拓展应用领域等措施,提高橡胶的质量和性能,满足社会发展对橡胶的需求。
合成橡胶研究报告
合成橡胶研究报告合成橡胶研究报告概述:合成橡胶是一种人造橡胶,它的制造过程比天然橡胶更加简单、可控性更高。
近年来,随着汽车工业和轮胎行业的不断发展,合成橡胶在工业应用方面的广泛使用,越来越受到关注。
本文将对合成橡胶的研究进行综述。
制造方法合成橡胶的制造方法主要有两种:乳液聚合法和溶液聚合法。
其中,乳液聚合法是指将乳液中的一种粘合剂加入到聚合反应体系中,通过聚合反应形成固体橡胶;溶液聚合法是指将单体物质在溶剂中进行聚合反应,最终形成固体橡胶。
乳液聚合法制造的合成橡胶具有广泛的应用前景,但其制造成本较高。
应用领域合成橡胶是一种优良的工业原材料,其主要应用领域包括轮胎、密封件、电缆、管道、运动器材等。
在汽车行业中,合成橡胶是制造轮胎和橡胶密封件的主要原材料。
此外,在钻井行业中,合成橡胶也被广泛应用于油井防水密封、防爆管、钻杆封堵等方面。
优缺点相对于天然橡胶,合成橡胶具有许多优势,例如:粘度、硬度、耐磨性等性能更为稳定;原材料来源丰富,不会受到气候等自然因素的限制;制造工艺更为简单,能够实现大规模的生产。
同时,合成橡胶也存在一些缺点,如吸水性较强、成本较高。
未来发展趋势目前,合成橡胶正在不断完善其性能,以适应不同领域的需求。
在未来的发展中,预计会出现一些新的合成橡胶种类,如抗高温合成橡胶、耐化学腐蚀合成橡胶等。
同时,其在节能环保、节能减排等方面的应用将有所拓展。
结论总体来看,合成橡胶是一种有着广泛应用前景的工业原材料,能够为许多行业提供优质的产品和服务。
在未来的发展中,其技术和性能将不断提高,为推动工业的发展,做出更大的贡献。
橡胶检测方案
橡胶检测方案[TOC]1. 简介橡胶是一种重要的工业原料,具有广泛的应用领域。
为了确保生产过程中橡胶的质量和稳定性,需要进行橡胶的检测和测试工作。
本文将介绍一种常用的橡胶检测方案,包括检测方法、测试仪器和数据分析等内容。
2. 检测方法2.1 物理性能测试物理性能测试是橡胶检测的基础,可以通过以下几个方面进行测试:2.1.1 拉伸强度测试拉伸强度测试是评估橡胶材料的抗拉性能的重要指标。
常见的测试方法有:•常温拉伸测试:将橡胶样品放在拉力试验机上进行拉伸,记录拉伸时的载荷和变形情况,计算拉伸强度和断裂伸长率等参数。
•低温拉伸测试:在低温环境下进行拉伸测试,评估橡胶材料在低温下的拉伸性能。
2.1.2 硬度测试硬度是评估橡胶材料表面硬度和弹性的重要指标。
常见的硬度测试方法有:•杜氏硬度测试:使用杜氏硬度计对橡胶表面进行硬度测试,记录硬度值。
•洛氏硬度测试:使用洛氏硬度计对橡胶表面进行硬度测试,记录硬度值。
2.1.3 压缩变形测试压缩变形测试是评估橡胶材料在压力作用下的变形性能的重要指标。
常见的测试方法有:•压缩变形测试:将橡胶样品放在压力试验机上进行压缩,记录压缩时的载荷和变形情况,计算压缩变形率等参数。
•压缩回弹测试:在一定压力下压缩橡胶样品一定时间后释放压力,通过测试样品在回弹过程中的变形情况评估橡胶的回弹性能。
2.2 化学成分分析化学成分分析是评估橡胶材料组成和纯度的重要方法。
常见的化学成分分析方法有:2.2.1 硫含量分析硫含量是橡胶中硫化物的含量,对橡胶的性能具有重要影响。
硫含量分析可以通过以下方法进行:•加热法:将橡胶样品加热至一定温度,使硫化物转化为气体态硫化物,经某种分析方法测定硫含量。
•溶解法:将橡胶样品在特定试剂中溶解,经过一系列处理测定溶液中的硫含量。
2.2.2 有机物含量分析有机物含量分析是评估橡胶材料中有机成分含量的重要方法。
常见的有机物含量分析方法有:•热解-气相色谱法:将橡胶样品在高温下进行热解,提取产生的气体,经过气相色谱分析测定有机物含量。
试论橡胶原材料分析检验方法
摘要:我国各行各业都有可能使用到橡胶制品,因此,橡胶制品的质量关乎到我国制造业和工业的发展,而对于橡胶制品来说,它属于一种混合物,它的制作原理是在橡胶材料中添加各种配合剂,并且通过金属材料和纤维织物作为骨架,制作成类型不同的胶胚,然后再对这些胶胚进行一定高度硫化,最后得到用途不同的橡胶制品。
本文结合实际,对橡胶原材料常用的分析方法进行了概括,旨在为提高橡胶水平提供一些检验方法。
关键词:橡胶原材料;分析检验;方法引言随着电子技术的发展和分析化学的发展,通过分析检验基本上可以满足对橡胶原材料进行分析的要求,笔者通过分析检验手段的不同,将橡胶原材料的分析检验方法分为仪器分析法和化学分析法,虽然橡胶制品的原材料各有千秋,实际上检验方法有很大的相似度,而且随着科学技术的发展,橡胶原材料的分析检验方法也越来越多,自动化程度也更高。
下面我们来谈一年橡胶原材料的分析检验方法[1]。
1化学分析法化学分析法是以物质的化学反应为基础的。
从化学反应的不同,可以将化学分析法分为重量分析法还有滴定分析法。
滴定分析法顾名思义就是一种滴定操作,它是根据滴定剂的浓度和体积来推算待测组分含量的一种方法,其中滴定分析法从化学分析的不同可以分为沉淀滴定法、酸碱滴定法、氧化还原滴定法、配位滴定法等。
重量分析法的原理是通过称量操作,来获得待测物的质量的。
1.1酸碱滴定法酸碱滴定法是一种滴定分析方法,它的原理是酸碱之间的质子传递反应,它可以用于测定两性物质还有酸碱,因此这种方法在橡胶的分析中得到广泛的应用[2]。
酸碱滴定法用于测量橡胶内的游离脂肪酸、丁苯橡胶中的松香酸、丁锂橡胶内的碱含量、天然胶中的蛋白质含量、丁晴橡胶中的丙烯腈含量。
促进剂、防老剂、硫化剂某些物质也可以通过酸碱滴定法来测定,例如促进剂的M纯度。
、DM纯度、D 纯度、H纯度,还有五氯硫酚纯度、乙二胺纯度、三乙烯四胺纯度,橡胶中的填充剂和补强剂也可以通过酸碱滴定法来测量,例如DPG吸着率和游离碱等。
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这是一非线性损伤累积。损伤率不仅与应力幅值、平均应 力有关,还和当时的损伤值有关。
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
对该方程积分可得到疲劳寿命:
M ( 0 * ) 2 B ( 0 * ) 2 B 1 (0.1B 1) B Nf E pi 0B
目前有关损伤力学的应用更多的是 基于经验所推理得出的公式,没有 很普遍的适用性。以上式为例,M、 B都是材料常数,但是具体表征什 么性质也没有具体的说明。
橡胶材料及其老化
橡胶的老化主要可以分为两类: 一类是由于臭氧、氧气氧化和化学腐蚀而引起的碎裂、粉化等情况,这 是由于化学因素引起的老化失效; 一类是由于周期载荷、大过载等物理因素引起的橡胶撕裂乃至断裂,这 种失效是由于物理加载及过程中产生的阻尼热共同引起的。
橡胶材料及其老化
与金属材料不同,橡胶材料具有明显的粘弹滞后特性,这 导致橡胶材料疲劳破坏机理的复杂性。 所谓的粘弹滞后特性是指橡胶材料在受到循环载荷时,弹 性势能并不随着载荷的变化而立即变化,而是有一个明显 的滞后表现,也就是弹性势能不仅仅与载荷有关,也和时 间有关。 这一特性是橡胶材料研究复杂性的主要来源。
lgN= - [lgf( )+lg( +
2
2
-3)+[1gG-lg( -1)-( -1)lgC n - lgE]
有关橡胶材料疲劳实验过程中阻尼热的影响
研究橡胶材料,离不开讨论阻尼所产生的 热能,这是因为橡胶材料对温度是十分敏 感的,温度变化稍大,橡胶材料性能就会 表现出较大的变化。
橡胶材料疲劳性能的初步研究
橡胶材料疲劳性能的初步研究
这次主要针对影响橡胶材料疲劳的因素以 及国内目前的研究方法进行了一个整理和 总结,由于时间和能力所限,主要是一个 初步的、基本的介绍。
橡胶材料及其老化
橡胶材料是我们日常常见的工程材料,在减震、防滑等领域起着极为重 要的作用。不同种类的橡胶具有不同的特性,但是大部分橡胶都具有粘 弹性、大变形、高模量比(可高达3~4个数量级)等特性。
S—N曲线在金属材料中已得到广泛应用,但在橡胶材料中 应用较少。这是因为橡胶制品的N一般高达l05 ~106,要 得到完整的数据,需要相当长的时间。 针对这一问题,深崛美英等提出了德墨西亚等加速试验方 法,能简单地求得从高应变至低应变的宽广区域的S—N曲 线。
首先求得具有不同预加割口C的多个试样的λ—lg N曲线, 然后使这些曲线沿着N轴平行移动,且与没有割口试样的 S—N曲线(C=C0,C0 为未试验试样的潜在缺陷尺寸)重叠, 从而获得标准曲线。所得公式如下
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
利用断裂力学方法研究橡胶材料疲劳
这个方法主要是将以弹性能为基础的参数用于研究橡胶疲 劳性能,定义裂纹每增长单位面积所释放的能量为撕裂能 (T),其数学定义式为
T U A
U——单元体的弹性势能; A——断裂表面积(无应变状态)
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
右图为以采用尼龙增强橡 胶来模拟航空斜交轮胎的 胎体材料,用S—N曲线评 价了试样的尺寸、加载频 率及波形对疲劳寿命的影 响。((Δ—L/W=3.33; O—L/W=5.33) 从图中可以直接看出加载 频率使疲劳极限降低,对 疲劳寿命影响很大,而试 样L/W的影响不大
基于实验方法对橡胶材料疲劳性能的研究
以断裂力学为基础的撕裂能法主要困难在 于确定撕裂能、裂纹尺寸、载荷或变形间 的关系。 该方法假定材料疲劳破坏的主要原因是橡 胶相裂纹的增长,没有考虑帘线中纤维的 断裂和橡胶帘线界面剥离。因此,撕裂能 法基于橡胶相理想裂纹的假设只能适用于 特定的材料模型和载荷范围。
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
与前面提到的因素类似,在研究橡胶材料疲劳的实验中, 应力幅值、加载频率对橡胶材料试件的破坏影响很大,橡 胶材料对这两个因素的影响要比金属材料要敏感得多,主 要就是因为阻尼热的影响。 与金属材料不同的是,橡胶材料由于其粘弹性和柔性,一 定范围内试件尺寸的变化并不会对实验结果产生较大影响; 同时,环境温度对试件性能的影响也比金属试件要大得多。
在循环载荷作用下,我们可以得到裂纹增长速率为:
dc fTmax dn
由上式可以反推出裂纹长度从ci增长到cj所需的周期数n:
n
cj ci
1 dc fTmax
将T与c的关系式代入上式中,就可得到疲劳寿命与变形幅 值、初始裂纹尺寸、裂纹增长特性之间的定量关系。
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
研究表明,承受拉伸循环变形的矩形层合件中心区域的应 变能是裂纹增长的主要原因.当层间裂纹扩展δc时,单位 长度材料的能量损失δV为:
Wc——试件中心区域的应变能密度; t——试件厚度。
V WC t c
那么可以得到撕裂能的表达式为
T V / c Wctຫໍສະໝຸດ 橡胶材料疲劳研究的的理论方法
2013-8-12
有关粘弹性材料的研究
粘弹性材料的力学行为: 蠕变和应力松弛:准静态条件下物体的应力应 变随时间而变化的基本现象。 加载过程中的滞弹性现象; 载荷速率特性:随着应变率的增高,应力响应 幅值会有所增加,但是粘弹性材料更为明显; 频率相关特性:材料的能量耗散与频率有关; 温度依赖性:物质的粘弹性特性显著地依赖于 温度。
橡胶材料的疲劳破坏
影响橡胶材料疲劳性能的主要因素:
弹性体的性质; 橡胶的阻尼热; 应变周期; 操作温度; 静态应力; 空气氛围。
橡胶材料疲劳研究的的理论方法
在循环载荷的作用下,橡胶材料的老化主要表现为疲劳断 裂,但也离不开氧化的因素,目前的理论研究主要集中在 利用断裂力学研究裂纹增长机理和趋势,以及一部分的损 伤力学研究,但是损伤力学的研究仍然处于初步阶段。
有关粘弹性材料的研究
粘弹性材料是指具有固体性质的同时又表 现出某些流体特征的材料,如高分子聚合 物、混凝土、橡胶及高温下的金属等等。 根据物质的力学性能,粘弹性材料可分为 三类:
线性粘弹性物质:力学性能表现为线弹性和理想粘性的组合,不同时 刻应力与应变各有不同,但在任一时刻其应力与应变均呈线性关系。 非线性粘弹性物质:物质组合的呈现非线性弹性或者非牛顿流体的特 征,其力学行为和本构关系较线性粘弹性体更为复杂。 粘弹塑性物质:主要是指粘弹性固体受一定载荷之后出现塑性变形, 或在弹性及塑性变形阶段均有粘性效应,物质呈现弹性、塑性和粘性 特征的综合。
基于损伤力学的研究方法:
根据损伤力学和不可逆热力学,以循环蠕变为损伤变量, 我们可以建立单向橡胶复合材料的损伤演化方程:
* 2B * 2B D M ( 0 ) ( 0 ) B N E pi (1 D )0.1B 0B
M,B——材料常数; σ*——拉伸应力幅值; σ0——平均应力; Epi——初始循环模量。
橡胶材料的疲劳破坏
橡胶材料的动态疲劳过程一般可以分为三 个阶段:
第一阶段是应力剧烈变化,出现橡胶材料在应力作用下变 软的现象; 第二阶段是应力缓慢变化,橡胶材料表面或内部产生微裂 纹,经常称之为破坏核; 第三阶段是微裂纹发展成为裂纹并连续不断地扩展开,直 到橡胶材料完全出现断裂破坏现象,最后这一阶段是橡胶 材料疲劳破坏的最重要的阶段。 这个过程与金属材料的疲劳过程整体上是类似的,但是橡 胶材料也有其特殊之处,特别是一些橡胶复合材料。
2013-8-12
谢谢
2013-8-12
有关粘弹性材料的研究
物质的粘弹性性能与温度、负荷时间、加 载频率、应变幅值以及其他环境因素密切 相关。其中最主要的因素是时间和温度。 多数金属在常温和小应变下表现为弹性, 但是在高温或者振动条件下需要考虑其粘 弹性行为;而粘弹性材料的应变和应力相 应决定于载荷和变形的历史和过程,所以 有种说法是这些材料具有记忆。
基于实验方法对橡胶材料疲劳性能的研究
相对理论方法,实验方法可以直观的得到结论,但是往往 只能针对一种材料,无法对不同种类橡胶材料的疲劳性能 做一个整体的表征。 目前普遍的做法是针对一种橡胶材料,建立其S—N曲线, 以说明橡胶的疲劳特性,并进而预测制品的疲劳寿命。
基于实验方法对橡胶材料疲劳性能的研究