發(fā)布時間：2021-01-26 17:15

　　硫化天然橡膠制品通常是在周期性復(fù)雜載荷工況下工作的,由于在高溫環(huán)境下長期使用容易硬化,導(dǎo)致材料過早失效,需要考慮到硫化天然膠熱老化后對疲勞性能的影響。很多研究表明橡膠中填充氧化鈰可以有效改善其疲勞性能等,因此研究氧化鈰填充硫化天然橡膠的熱老化疲勞性能具有重要的現(xiàn)實意義。采用烘箱加速老化方式在60℃、80℃、100℃條件下對氧化鈰填充硫化天然橡膠和未填充型硫化天然橡膠試件分別進行了24h、72h的熱老化處理,并對其進行拉伸試驗,結(jié)果顯示,填充氧化鈰提高了熱老化硫化膠的綜合機械性能,并起到了補強作用。在應(yīng)變幅值0-125%、0-150%、0-175%下,研究了氧化鈰填充對橡膠熱老化單軸疲勞性能的影響。研究表明,兩種材料的疲勞應(yīng)力均隨老化溫度或老化時間的升高而增大;較大應(yīng)變會引起應(yīng)力的增大以及疲勞壽命的減小;氧化鈰填充對熱老化橡膠的軸向應(yīng)力有明顯的增強作用;60℃、80℃老化24h時,氧化鈰填充使得材料的疲勞壽命提高。研究表明當(dāng)溫度低于80℃時,氧化鈰的填充對硫化膠在正常變形工作狀態(tài)的疲勞壽命有著積極的影響。通過對熱老化材料微觀結(jié)構(gòu)的研究表明,氧化鈰在基體中有較好的分散性,改善了橡膠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

疲勞試驗原理圖：(a)試件橫截面尺寸；(b)實驗設(shè)備原理圖；(c)試件夾緊部分實物圖；(d)實驗位移控制波形

圖 2-2 不同老化溫度下 NR 和 NR/CeO2的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線：(a)老化 24 h；(b)老化 72hFig. 2-2 Tensile stress-strain curves of NR and NR/CeO2 at different aging temperatures:(a) aged for 24h; (b) aged for 72h任艷軍等[103]研究表明氧化鈰的添加會引起橡膠硬度和彈性模量的增高以及扯斷伸長率的下降。Liu Z. G.等[104]研究了氧化鈰在橡膠基體中的分散形態(tài)以及材料的力學(xué)性能，結(jié)果顯示添加氧化鈰使橡膠結(jié)晶能力提高，抑制了橡膠分子鏈的運動，從而提高了材料的抗拉強度。圖 2-2 顯示了熱老化后 NR、NR/CeO2柱狀試件的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。兩種材料在拉伸過程中均表現(xiàn)出典型的超彈性能。未老化添加氧化鈰的硫化天然橡膠材料的拉伸強度、彈性模量及扯斷伸長率與未添加氧化鈰材料相比都有相應(yīng)的增加，這表明填充氧化鈰后硫化膠的綜合機械性能提高。在相同老化時間下，無論是氧化鈰填充橡膠還是未填充的天然橡膠，材料的抗拉強度以及彈性模量均隨老化溫度的升高而增大。老化時間為 24h 時，在相同應(yīng)變下兩種材料的抗拉強度及彈性模量均隨老化溫度的提升而增大，且 NR/CeO2的抗拉強度及彈性模量均高于 NR；老化時間為 72h 時，材料的抗拉強度及彈性模量同老化溫度的變化關(guān)系依然滿足這一現(xiàn)象。氧化鈰的添加對硫

具有超彈性性質(zhì)并有一定強度，為了研究氧化鈰及熱老化對材料疲勞壽命的影響，試驗首先對硫置一段時間后進行不同應(yīng)變幅值的單軸疲勞拉伸以下三類：明顯可見疲勞裂紋時的循環(huán)圈數(shù)；中材料的應(yīng)力響應(yīng)下降到某一特定值或百分數(shù)時斷裂失效時對應(yīng)的循環(huán)圈數(shù)。ars[33]在研究橡膠疲勞加載時定義以循環(huán)穩(wěn)定階段圖 2-3 所表示的 100℃老化 24h 材料 NR 和 NR/勞應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)曲線，清楚地表明了老化后的橡了從開始到循環(huán)軟化，材料應(yīng)力幅值迅速下降，穩(wěn)定擴展，最終裂紋快速擴展至斷裂三階段。穩(wěn)定階段后軸向應(yīng)力響應(yīng)下降 25%為疲勞破壞，的貫穿型宏觀裂紋，裂紋長度在 1mm 左右。老驗條件和結(jié)果如表 2-5、表 2-6 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]橡膠材料多軸疲勞壽命及微觀結(jié)構(gòu)研究[D]. 汪艷萍.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]NR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與疲勞微觀機理的相關(guān)性研究[D]. 崔雪靜.青島科技大學(xué) 2018
[2]耐高溫天然橡膠基減振材料的研究[D]. 李晨晨.青島科技大學(xué) 2018
[3]橡膠減振器動靜態(tài)性能及壽命預(yù)測研究[D]. 韓廣文.青島科技大學(xué) 2016
[4]氧化鈰填充硫化天然橡膠力學(xué)行為及貯存壽命研究[D]. 馮磊.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2015
[5]氧化鈰填充硫化天然橡膠疲勞壽命及蠕變行為預(yù)測[D]. 牛洪剛.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2014
[6]氧化鈰填充硫化天然橡膠熱空氣老化性能研究[D]. 楊俊利.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2014
[7]橡膠疲勞壽命的有限元分析研究[D]. 曹婷婷.華南理工大學(xué) 2014
[8]氧化鈰填充硫化天然橡膠棘輪行為和疲勞性能的研究[D]. 李世科.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2013
[9]橡膠復(fù)合材料磨耗的實驗及機理研究[D]. 徐瑾.青島科技大學(xué) 2012
[10]氧化鈰在天然橡膠中的應(yīng)用研究[D]. 付海.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2009



本文編號：3001513