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1、工學碩士學位論文填充橡膠材料的疲勞性能研究STUDYONFATIGUEOFFILLEDRUBBER高勛朝哈爾濱工業(yè)大學2006年6月國內圖書分類號：0346.2國際圖書分類號：539.431工學碩士學位論文填充橡膠材料的疲勞性能研究碩士研究生：高勛朝導師：謝志民副教授申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：工程力學所在單位：復合材料與結構研究所答辯日期：2006年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:O346.2U.D.C.:629.73ADissertationfortheDe
2、greeofinEngineeringSTUDYONFATIGUEOFFILLEDRUBBERCandidate：GaoXunchaoSupervisor：AssociateProf.XieZhiminAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringspecialty:EngineeringMechanicsAffiliation:CenterforCompositeMaterialsDateofDefence：June2006Degree-Conferr
3、ing-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要天然橡膠與合成橡膠呈現(xiàn)岀很多獨特的物理和化學的特性，如強彈性、大變形，且柔軟性、耐磨性、絕緣性和阻隔性都十分優(yōu)良，能滿足很大范圍的使用要求。特別是橡膠的硫化和填充劑的使用提高了材料的機械和物理性能，使得它擁有更多的應用領域，廣泛用于各種工程結構，如輪胎、減震器、密封元件等。橡膠制品通常是在周期性應力狀態(tài)下使用的，材料的疲勞斷裂性能往往決定這些制品的使用壽命。因此，研究橡膠疲勞特
4、性是具有重要實際意義的。由于橡膠材料特殊的分子結構及力學性能，在疲勞過程屮，特別是較高加載頻率或使用溫度下，橡膠的熱老化導致材料性能劣化，疲勞損傷包括物理和化學等因素的共同作用。因此，考慮熱老化對材料性能的影響可能得到更準確的疲勞壽命預報。本文首先討論了橡膠材料的本構模型及熱老化變質規(guī)律，確定用3階Yeoh模型來描述填充橡膠的本構關系，通過熱老化試驗討論了橡膠老化性能的變化。用響應函數(shù)法建立了橡膠性能隨老化時間、溫度變化的二次不完全多項式模型，定量描述了材料熱老化性能的變質規(guī)律。基于裂紋擴展方法
5、的疲勞壽命預報模型，結合考慮熱老化影響的Yeoh本構模型，給出了考慮熱老化影響填充橡膠疲勞壽命預報公式。運用裂紋擴展法，分析了碳黑填充橡膠材料疲勞裂紋擴展特征，并預報了其疲勞壽命，結果與試驗值符合較好。另外發(fā)現(xiàn)，在不考慮熱老化影響下，材料的預報壽命要高于試驗值，而考慮熱老化影響下，材料的預報壽命要低于試驗值。關鍵詞橡膠；疲勞；熱老化；疲勞壽命預報亠哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractNaturalrubberandsyntheticrubbershowmanyuniquecharact
6、erizationinphysicsandchemistrysuchashyperelasticityandlargedeformationandalsoshowexcellentperformancesinflexibilityabrade-resistantinsulationandobstructive-ness.Theyaresuitableforlargeserviceapplication.Especiallyforvulcanizationandfillerfilledrubber
7、compoundwhichhaveimprovedmechanicsandphysicsperformancesareappliedabroadinengineeringstructuressuchastiresvibrationdamperpottedcomponentsandetc.Rubberproductsoftenendurecyclicstressstateinservicethefatiguecharacterizationofrubbermaterialsoftendetermi
8、nesproductsservicelife.Soitisvaluabletoresearchthefatigueofrubber.Becauseofthespecialmoleculestructureandmechanicsbehaviorrubbermaterialsexperiencenotonlyphysicaldamageinfatigueprocessbutalsodochemicaldamage一thermalagingdeteriorationinhightemperature
