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氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮行为和疲劳性能的研究

作　者: 李世科
导　师: 汪艳萍
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 硫化天然橡胶 氧化铈 棘轮行为 疲劳性能
分类号: TQ332
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


橡胶材料能够承受非常大的应变但不会产生永久变形或者破坏，它的弹性、柔软性、耐磨性、绝缘性和阻隔性都十分优良，这使得它在许多场合都有很好的应用。大多数橡胶材料在应用于制品时，必须经过化学或者物理改性以满足现代工程所需要的耐磨性、强度、塑性、抗老化等各种性能。国内外很多研究表明,稀土填充到橡胶之后，橡胶材料在使用性能和工艺方面都得到了一定的改善。因此通过试验研究氧化铈填充硫化天然橡胶的力学性能尤其是疲劳特性，对内蒙古稀土资源的高附加值的利用以及把内蒙古的资源优势转变为经济优势具有重要的意义。本文研究了氧化铈填充硫化天然橡胶的单轴棘轮行为以及疲劳性能，主要包括以下几方面的内容：在常温下对氧化铈填充硫化天然橡胶进行了一系列单轴棘轮试验，研究了氧化铈填充硫化天然橡胶单轴棘轮效应的众多影响因素。试验数据表明：在循环非对称载荷作用下，氧化铈填充硫化天然橡胶表现出明显的棘轮效应，并且，应力幅值、平均应力值、应力加载历史、应力加载率以及应力加载率历史对氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮行为都有着重要影响。介绍了几种描述材料棘轮应变演化规律的一般模型，并根据氧化铈填充硫化天然橡胶单轴棘轮试验数据，对上述几种棘轮本构模型和棘轮应变预测模型进行了分析，提出了一个符合橡胶材料棘轮应变演化规律的本构模型。对氧化铈填充硫化天然橡胶进行了单轴循环特性试验，并研究了七种不同类型的氧化铈填充硫化天然橡胶的疲劳行为，通过对比相同应变幅值和不同应变幅值下七种橡胶材料的疲劳寿命来分析氧化铈填充类型和份数对硫化天然橡胶疲劳性能的影响。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 文献综述  8-22
  1.1 天然橡胶概述  8-11
    1.1.1 天然橡胶的基本性能  8-9
    1.1.2 天然橡胶的配合技术  9-11
  1.2 材料的棘轮行为及研究现状  11-16
    1.2.1 棘轮效应的影响因素  12-15
    1.2.2 高分子材料的棘轮行为  15-16
  1.3 橡胶材料的疲劳寿命影响因素  16-19
    1.3.1 橡胶材料配方的影响  16-17
    1.3.2 环境和试验条件的影响  17-19
  1.4 稀土填充对橡胶的影响  19-20
  1.5 本文研究的内容及意义  20-22
第二章 氧化铈填充硫化天然橡胶单轴棘轮行为研究  22-34
  2.1 试验  22-26
    2.1.1 材料和试件  22-24
    2.1.2 试验设备和控制程序  24-25
    2.1.3 试验方法  25-26
  2.2 结果与分析  26-32
    2.2.1 典型的应力-应变曲线和棘轮应变-循环圈数曲线  26-27
    2.2.2 平均应力和应力幅值对氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮应变的影响  27-28
    2.2.3 加载历史对氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮应变的影响  28-30
    2.2.4 应力加载率及其历史对氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮应变的影响  30-31
    2.2.5 添加氧化铈和未添加氧化铈的硫化天然橡胶棘轮应变对比分析  31-32
  2.3 本章小结  32-34
第三章 氧化铈填充硫化天然橡胶单轴棘轮变形预测模型的研究  34-44
  3.1 棘轮本构模型简介  34-36
    3.1.1 SRM 棘轮本构模型  34-35
    3.1.2 REM 棘轮应变演化模型  35
    3.1.3 URM 棘轮演化统一模型  35-36
  3.2 改进的 SRM 棘轮本构模型中各参数的确定  36-38
  3.3 利用 REM 棘轮应变演化模型来模拟棘轮应变演化规律  38-41
  3.4 利用改进的 URM 棘轮演化统一模型对棘轮应变进行预测  41-42
  3.5 本章小结  42-44
第四章 氧化铈填充硫化天然橡胶单轴循环特性和疲劳性能的研究  44-57
  4.1 氧化铈填充硫化天然橡胶单轴循环特性  44-50
    4.1.1 试验材料和试样  44-45
    4.1.2 应变加载率对应力-应变影响  45-46
    4.1.3 单轴应变循环特性分析  46-48
    4.1.4 应变循环和应力循环的相互作用  48-50
  4.2 不同类型的氧化铈填充硫化天然橡胶疲劳试验与结果分析  50-55
    4.2.1 试件的基础配方和基本力学性能  50-51
    4.2.2 疲劳试验内容及结果分析  51-55
  4.3 本章小结  55-57
第五章 结论  57-60
  5.1 本文主要研究内容及结论  57-58
  5.2 本文的创新点  58
  5.3 进一步研究工作的展望  58-60
参考文献  60-67
在读期间取得的科研成果  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 天然橡胶
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