橡胶单轴拉伸试验数据处理方法研究
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为 试样 的原 始做 截 而 ， ＡＬ
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第４ ４ 卷第 ｌ ０ 期 ２ ０ １ ７ Ｖ１ ０ 月
世界 橡胶 Ｔ业
Ｗｏ ｒ ｌ ｄ Ｒｕ ｂ ｂ ｅ ｒ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ＿ ０ １ ． ４ ４ Ｎｏ． １ ０： ３ ４～３８ Ｏｃ ｔ ． ２ Ｏ１ ７
橡胶 单轴拉伸试验数据处理方法研究
陈 小敏
描述 ， 其 中比较 有代表 性 的有 Ｍｏ ｏ ｎ ｅ ｙ — Ｒｉ ｖ ｌ ｉ ｎ 、
１ 单轴 拉 伸 实验
采 用 封 隔器 所 用 的丁 腈 橡 胶 为试 件 ， 试 件 的尺寸规格 符合 ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —２ ０ ０ ９ 标 准之规 定 ，
为厚 ２ ｍｍ、 宽６ ｍｍ、 标距２ ５ ｍｍ的 哑铃 Ｉ 型试
受 刮的 址简 单托 ｆ Ｉ ｔ ｉ 简－ 寸 ｆ ｊ 的定 义为： 眦 变比
， ！ 。 。 １ 。 ２
，
表 １ 单 轴 拉 伸 试 验 数 据
』 『 ｎ 『 欠 ｌ ３ 所， Ｊ
ｆ ｌ ｉ ｔ ｌ 、
图２ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ２ ８ 方 法处 理的橡胶 本构 关系曲线
Ｙ ｅ ｏ ｈ 、 Ｏｇ ｄ ｅ ｎ 和Ｇｅ ｎ ｔ 等本 构模 型【 ２ ］ 。 不 同的橡 胶 应 选 取 对 应 的本 构 模 型 ， 以确 保 分 析 精 度 。 橡
胶 本 构 关 系 的试 验 方 法 和试 验 数 据 的 处 理 对
橡 胶 的本 构 关 系精度 有影 响 。 本 研 究将从 试 验
（ 。 ） 可以根据 公式 （ １ ） 和（ ２ ） 进 行 ¨‘ ： ：
Ｊ ｐ
Ｉ Ｉ Ⅲ铃 状 试佯 的 Ｉ Ｉ １ ｉ ＇ ｌ Ｉ Ｊ 部 分， 此似设试佯Ｉ ｌ
Ｓ … Ｌ， （ ３ ）
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一
（ １ ）
， （ ２ ）
川部 分 托ｆ Ｉ ｝ ｊ 前、 Ｊ ， ｉ － ｆ ＃ｆ ｉ ｔ ４ － ： 坚， Ｉ 叮 以 是爪 ：
（ 中石化 中原油 田分公 司天然 气处理 厂， 河 南 濮阳 ４ ５ ７ １ ６ ２ ）
０ 前 言
橡 胶 材料 属于 超 弹性 体 ， 是不 可压 缩 且 具 有高度非线 性 的复合材料 【 ” 。 橡胶 的非线性 主要
伸应 力应 变性 能 的测定 》来处 理 理 想橡胶 试 验
百度文库
、 体
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缩时， 体ｆ ！ ｌ 持
像胶 存 单轴托 ｆ Ｉ Ｉ １ 验 、 的体 ｆ ！ ！ ｄ － ； 变， ｆ Ｉ Ｉ ． ｂ ＞ ￣ ． ｆ ｉ ｌ １ 试验 时仲 Ｋ部分 卜
试 验数 据取平均 值ｆ ， 如表 １ 和图ｌ 所示
作者简介： 陈小敏 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ， 男， 河南范县人， 助理工程师． Ｔ学硕 士：
４ ４ 卷第 ｌ ｏ ！ Ｙ Ｊ
陈小『 ： ｆ ｉ ［ ． 橡 胶单 轴托 伸 试验 数｛ ＝ Ｉ ｌ ｆ ｉ ： 处理 方法 究
超 弹性 材料 ， 具 有 复 杂 的 本构 关 系 ， 很 难 用 一 种确 切 的力学 模 型 对橡 胶 材料 进 行描 述 。 现 在
变形不可压缩方法来处理拉伸试验时所得到的 橡胶材料的试验数 据， 从而提高橡胶本构关系 的精度 。
已有多种成 熟 的理论模 型 对橡 胶 本 构关 系进 行
数 据处 理方 法 上对 本 构关 系精度 的影 响加 以研
究
件。 采用 微机 控制 的电子万能 试验 机 ， 在常 温状 态下 以４ ５ ０ ｍｍ／ ｍｉ ｎ 的速 度 进行 拉伸， 直到拉 伸
变 形 量达 到 １ ９ ０ ％。 共进 行 了 组试 验 ， 将 组
现 在得 到橡 胶本 构关 系的方 法 一般是 运用 ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ 一一２ ０ ０ ９ 《 硫化 橡胶 或热塑性 橡胶 拉
数据 。 但 运用 该 方 法得 到 的本 构关 系运 用 到有
限元 模 型 分析 时有 较 大 的误 差 ， 会 直接 影 响 到
有 限元 计 算所 得 到结果 的精 度 。 本 文 提 出用大
体现在它的应力一 应变 曲线不呈线性变化， 其力 学性 能 和物理 属性 完 全不 同 于金 属 材料 ， 属于
这种变Ｊ ｔ ％ｔ ， ｔ ｉ ， 足小 ＿ １ 『 缩 的 条件 ， 体． ， Ｉ 、 Ｉ ， ｌ ｉ ／ ｆ 的， 此 ， ： ／ ｌ １ … 豫 胶 是各 向 橡 胶 受 到 简 托 ｆ Ｉ ｌ Ｊ ／ ｆ ｒ Ｉ １ 、 铃状／ ｆ 规
，
２ ０ ０ ９ ￣ ｆ 的７ ， 法， 陔力 ‘ 法 的 础 是 丁材 料 的小 变 肜理 论 材 料 受 刨 轴 向 ｆ ｆ Ｉ ｔ 『 Ｉ １ ｆ ， 没试 样 的 横截 面 小 变 ３ ｃ 改 变很 小 ， 可 以忽略 小汁 此 试样受到 ｝ 种 ｔ ， 』 ｉ 缩心 Ｊ （ 盯 ） ｆ Ｉ ｌ Ｊ Ｉ 缩 庸变
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图Ｉ 单轴拉伸试验 曲线
２ 试 验 数 据 处 理
２ ． １ ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —２ ０ ０ ９ 方法 对 试验 数 据 的 处 理 一 般 采 Ｊ Ｉ Ｊ ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —
，
图３ 简单拉伸时的主要拉伸 比
中： Ｐ为施 Ｊ Ｊ ｆ １
，
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第４ ４ 卷第 ｌ ０ 期 ２ ０ １ ７ Ｖ１ ０ 月
世界 橡胶 Ｔ业
Ｗｏ ｒ ｌ ｄ Ｒｕ ｂ ｂ ｅ ｒ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ＿ ０ １ ． ４ ４ Ｎｏ． １ ０： ３ ４～３８ Ｏｃ ｔ ． ２ Ｏ１ ７
橡胶 单轴拉伸试验数据处理方法研究
陈 小敏
描述 ， 其 中比较 有代表 性 的有 Ｍｏ ｏ ｎ ｅ ｙ — Ｒｉ ｖ ｌ ｉ ｎ 、
１ 单轴 拉 伸 实验
采 用 封 隔器 所 用 的丁 腈 橡 胶 为试 件 ， 试 件 的尺寸规格 符合 ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —２ ０ ０ ９ 标 准之规 定 ，
为厚 ２ ｍｍ、 宽６ ｍｍ、 标距２ ５ ｍｍ的 哑铃 Ｉ 型试
受 刮的 址简 单托 ｆ Ｉ ｔ ｉ 简－ 寸 ｆ ｊ 的定 义为： 眦 变比
， ！ 。 。 １ 。 ２
，
表 １ 单 轴 拉 伸 试 验 数 据
』 『 ｎ 『 欠 ｌ ３ 所， Ｊ
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图２ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ２ ８ 方 法处 理的橡胶 本构 关系曲线
Ｙ ｅ ｏ ｈ 、 Ｏｇ ｄ ｅ ｎ 和Ｇｅ ｎ ｔ 等本 构模 型【 ２ ］ 。 不 同的橡 胶 应 选 取 对 应 的本 构 模 型 ， 以确 保 分 析 精 度 。 橡
胶 本 构 关 系 的试 验 方 法 和试 验 数 据 的 处 理 对
橡 胶 的本 构 关 系精度 有影 响 。 本 研 究将从 试 验
（ 。 ） 可以根据 公式 （ １ ） 和（ ２ ） 进 行 ¨‘ ： ：
Ｊ ｐ
Ｉ Ｉ Ⅲ铃 状 试佯 的 Ｉ Ｉ １ ｉ ＇ ｌ Ｉ Ｊ 部 分， 此似设试佯Ｉ ｌ
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（ 中石化 中原油 田分公 司天然 气处理 厂， 河 南 濮阳 ４ ５ ７ １ ６ ２ ）
０ 前 言
橡 胶 材料 属于 超 弹性 体 ， 是不 可压 缩 且 具 有高度非线 性 的复合材料 【 ” 。 橡胶 的非线性 主要
伸应 力应 变性 能 的测定 》来处 理 理 想橡胶 试 验
百度文库
、 体
／ ｆ Ｉ １ Ｊ ‘ Ｊ Ｉ 舅 的 ． 【 夫 Ｉ 匕 ，小 义Ｉ Ｉ ＇ Ｊ ７ ７ 提 １ 的小 ｌ １ ｆ Ｊ ｆ ｉ 身
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像胶 存 单轴托 ｆ Ｉ Ｉ １ 验 、 的体 ｆ ！ ！ ｄ － ； 变， ｆ Ｉ Ｉ ． ｂ ＞ ￣ ． ｆ ｉ ｌ １ 试验 时仲 Ｋ部分 卜
试 验数 据取平均 值ｆ ， 如表 １ 和图ｌ 所示
作者简介： 陈小敏 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ， 男， 河南范县人， 助理工程师． Ｔ学硕 士：
４ ４ 卷第 ｌ ｏ ！ Ｙ Ｊ
陈小『 ： ｆ ｉ ［ ． 橡 胶单 轴托 伸 试验 数｛ ＝ Ｉ ｌ ｆ ｉ ： 处理 方法 究
超 弹性 材料 ， 具 有 复 杂 的 本构 关 系 ， 很 难 用 一 种确 切 的力学 模 型 对橡 胶 材料 进 行描 述 。 现 在
变形不可压缩方法来处理拉伸试验时所得到的 橡胶材料的试验数 据， 从而提高橡胶本构关系 的精度 。
已有多种成 熟 的理论模 型 对橡 胶 本 构关 系进 行
数 据处 理方 法 上对 本 构关 系精度 的影 响加 以研
究
件。 采用 微机 控制 的电子万能 试验 机 ， 在常 温状 态下 以４ ５ ０ ｍｍ／ ｍｉ ｎ 的速 度 进行 拉伸， 直到拉 伸
变 形 量达 到 １ ９ ０ ％。 共进 行 了 组试 验 ， 将 组
现 在得 到橡 胶本 构关 系的方 法 一般是 运用 ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ 一一２ ０ ０ ９ 《 硫化 橡胶 或热塑性 橡胶 拉
数据 。 但 运用 该 方 法得 到 的本 构关 系运 用 到有
限元 模 型 分析 时有 较 大 的误 差 ， 会 直接 影 响 到
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体现在它的应力一 应变 曲线不呈线性变化， 其力 学性 能 和物理 属性 完 全不 同 于金 属 材料 ， 属于
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图Ｉ 单轴拉伸试验 曲线
２ 试 验 数 据 处 理
２ ． １ ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —２ ０ ０ ９ 方法 对 试验 数 据 的 处 理 一 般 采 Ｊ Ｉ Ｊ ＧＢ ／ Ｔ ５ ２ ８ —
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图３ 简单拉伸时的主要拉伸 比