不同温度下杜仲胶/天然橡胶共混硫化胶的拉伸性能及应力松弛

将杜仲胶(EUG)与天然橡胶(NR)进行共混硫化,考察了不同EUG含量以及温度对硫化胶的拉伸性能和应力松弛的影响。结果表明,室温下EUG质量分数超过20%会形成结晶,随EUG质量分数逐渐增加到50%,硫化胶的断裂伸长率和拉伸强度均有不同程度下降;随温度升高,EUG晶区熔融,硫化胶抵抗形变能力降低,形变能力增强。在较高温度下,随EUG含量增加,硫化胶应力松弛的初始模量以及松弛到平衡值时的模量增大;随温度升高,应力松弛的初始模量以及松弛到平衡值时的模量减小。应用分数阶导数Kelvin模型对应力松弛曲线进行拟合,发现随温度升高,硫化胶体系中弹性部分减少而黏性部分增加,松弛时间缩短。     

温度和拉伸速率对NEPE推进剂力学性能影响研究

采用单轴拉伸和扫描电镜（SEM）法,研究了硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂在宽温域（–30～70℃）、宽拉伸速率（0.5～12 000 mm/min）下应力–应变曲线和拉伸断面形貌变化。结果表明,NEPE推进剂的力学性能曲线受温度和拉伸速率影响较大。随温度降低和拉伸速率升高,其应力–应变曲线从逐渐上升的曲线转变为阶跃两段式上升形状,推进剂拉伸断面颗粒脱离和基体撕裂越来越明显,高温和慢拉、低温和快拉的“偶合”作用,均加剧了推进剂内部损伤的发生。最大抗拉强度（最大拉伸应力）与拉伸速率具有较好的线性双对数关系,该变化规律可采用高分子链段的应力松弛理论进行解释,而最大伸长率（最大拉伸应变）受拉伸速率影响无明显规律。     

复合固体推进剂松弛模量的获取方法

采用传统方法、Joonas方法以及基于Prony级数的数据拟合法分别研究了HTPB复合固体推进剂的松弛模量,并以Prony级数形式表示.利用线黏弹性理论,得到哑铃型试件应力松弛实验和等速率拉伸实验的应力响应理论值,并与实验结果进行对比.结果表明,传统方法由于忽视了应变加载阶段,弹性模量小于实验值,Joonas方法需要计...     

影响NEPE推进剂药柱结构完整性主要参数的分析

为研究某型NEPE推进剂药柱受温度、内压及过载等载荷联合作用下的结构完整性,基于近似不可压三维热粘弹性有限元法,建立了发动机药柱的三维有限元计算模型.针对NEPE推进剂的力学特性,采用最大应变能准则给出了不同工作温度下药柱结构的安全系数,讨论了松弛模量与泊松比两种材料参数对药柱结构完整性的影响.结果表明,工作温度较高时药柱结构的安全系数较低,适当降低推进剂的松弛模量或增大泊松比可提高药柱结构的完整性.     

GAP-ETPE基高能固体推进剂的蠕变性能

为研究GAP-ETPE基固体推进剂的蠕变性能,通过压延工艺制备了GAP-ETPE/Al/RDX/AP/GAPA高能固体推进剂,分析了加载应力、环境温度对推进剂蠕变性质的影响;使用Matlab软件对GAP-ETPE基推进剂在不同加载应力、不同环境温度下的数据进行拟合,对其长期蠕变行为进行预测。结果表明,推进剂的蠕变应变、残余应变随加载应力和温度的增加而增大,室温及1.4MPa加载应力下蠕变应变为4.9%;56℃及0.5MPa加载应力下蠕变应变为4.0%;恒定蠕变速率随加载应力增加显著增大,但是在加工温度附近出现了极值点;对比发现GAP-ETPE基推进剂的抗蠕变性能优于常见的热固性推进剂;广义的Kelvin模型对各组蠕变数据的拟合程度达到0.995以上,能够很好地描述GAP-ETPE基推进剂的蠕变行为;建立的蠕变柔量主曲线将考察时间扩展到10^8.1s,可用于GAP-ETPE基推进剂蠕变性能的长期预测及实际应用。     

各向异性导电胶应力松弛力学行为

对固化后的各向异性导电胶（ACF）,利用动态力学分析仪进行了单频和多频温度扫描试验,确定了ACF的玻璃化转变温度,得到玻璃化转变温度与频率的关系式.在不同温度和应变下进行了应力松弛实验,实验发现：在一定（25、80、120℃）的温度下,随着应变值的增加,初始应力和在任一时刻的松弛应力都增加;随着温度的提高,应力松弛的松弛率在增加,并且在不同应变下的松弛曲线变得接近;当温度达到玻璃化转变温度附近时,ACF的应力松弛曲线与应变无关.并进行了湿热老化对ACF应力松弛力学行为的实验研究.     

HTPB推进剂疲劳特性试验研究

针对HTPB推进剂开展了不同加载应力和加载频率下的疲劳试验,并结合红外热成像系统实时监测疲劳试验中材料的表面温升,分析疲劳损伤对HTPB推进剂力学性能的影响。结果表明,随着循环次数的增加,HTPB推进剂应力—应变曲线滞回圈逐渐右移,表明峰值点和谷点的应变都在不断增加,疲劳峰值应变呈现三阶段的发展规律:初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段;非弹性效应会造成不可逆的热力学现象,产生的能量绝大部分以黏性耗散的形式释放,是造成推进剂温度变化的主要原因;HTPB推进剂的初始弹性模量、屈服应力和最大抗拉强度随循环加载次数越多衰减越大,微观层面上主要是由于疲劳过程中颗粒与基体粘结界面出现"脱湿"现象,逐渐形成微孔洞和微裂纹,最终发展汇聚成宏观裂纹而失效。     

交联网络状态对CR硫化胶应力松弛的影响

研究了交联网络状态对氯丁橡胶(CR)硫化胶拉伸应力松弛的影响。结果表明，在不同应变速率和相同应变条件下，CR硫化胶瞬时网络状态不同；拉伸过程中，CR硫化胶应变速率越快，其拉伸应力变化率拐点出现越早；当应变为150%时，应变速率越快，应力松弛过程中交联网络粘性越大，可松弛分量越大；在承受外力时，交联网络接近分子链断裂极限状态，不可松弛分量接近；当应变为100%时，应变速率越快，拉伸应力松弛起始阶段参与抵抗外力的化学交联网络越接近极限值，不可松弛分量越大；当应变速率一定时，不同应变下抵抗外力的网络及网络参与度不同，松弛曲线随应变的增大向较大应力方向移动并呈现“准线性”粘弹行为。     

推进剂储罐应力强度与疲劳寿命分析

为研究压力、疲劳、腐蚀及裂纹等因素对服役期内推进剂储罐性能的影响，针对某在用四氧化二氮卧式储罐，通过有限元软件建立储罐的仿真计算模型，对储罐进行应力应变强度、疲劳寿命及极限压力分析计算，明确储罐最大应力应变出现在拱顶人孔和筒体的焊缝处，最大应力及应变随压力载荷、使用年限及裂纹深度增加而增大，储罐所能承受的极限压力随使用年限及裂纹深度增加而减小，腐蚀率越大，储罐应力应变增加的增量及极限压力减小的速率越明显，通过对影响推进剂储罐服役性能的关键因素仿真分析，为推进剂储罐实际应用的可靠性分析提供依据，针对推进剂储罐服役提出使用建议。     

POE/EPDM TPV的结构与性能研究

采用动态硫化法制备了聚烯烃弹性体（POE）三/元乙丙橡胶（EPDM）热塑性硫化胶（TPV）,并对其力学性能、微相结构和应力松弛进行了研究。结果表明,POE/EPDM TPV的应力-应变曲线具有典型的弹性体特征;较POE而言,POE/EPDM TPV具有较低硬度和永久形变;EPDM橡胶相的粒径在几微米到几十微米之间,较均匀地分散在POE连续相中;TPV的应力松弛速率随EPDM用量的增加而降低,随应变的增大而加快。     

温度和拉伸速率对硝酸酯增塑的GAP/CL–20固体推进剂拉伸力学行为的影响

通过单轴拉伸实验获得了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/六硝基六氮杂异伍兹烷(CL–20)推进剂在–40~70℃和0.5~5 000 mm/min的拉伸速率(ν)下的应力–应变曲线。GAP/CL–20推进剂的力学性能呈现明显的温度(t)和拉伸效应,温度和拉伸的"耦合"作用,使推进剂的力学性能发生显著的变化。初始弹性模量和最大拉伸强度σm随t的降低与ν的升高逐渐增加,σm与lnν呈线性关系。与模量和强度相比,最大伸长率εm和断裂伸长率εb的变化规律较为复杂:低温时,推进剂的εm和εb与lnν呈二次方关系,并随t的上升,先上升后下降;高温时,推进剂的εm和εb与lnν呈线性关系,随t的上升显著下降。     

炭黑增强SBR/EVA/HIPS热塑性硫化胶的性能研究

采用动态硫化法制备了炭黑增强丁苯橡胶(SBR)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/高抗冲聚苯乙烯(HIPS)热塑性硫化胶(TPV),研究了炭黑对TPV应力松弛及粘弹行为和力学性能的影响。结果表明,在TPV分散相SBR中加入炭黑,力学性能显著改善,应力松弛残留应力增大;频率扫描模式下,储能模量下降,损耗因子增加;应变扫描模式下,TPV表现出明显的Payne效应,且炭黑填充使Payne效应弱化。     

涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材粘弹性本构关系

对涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材开展蠕变和应力松弛试验,探究拉伸速率和初始应力水平对材料粘弹性行为的作用规律,得到了松弛模量和蠕变柔量并绘制了其随时间变化的曲线。试验结果表明:涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材存在典型的粘弹性行为;膜材在试验时长内已达到稳态松弛阶段;应力水平对PVC膜材的静态粘弹性有显著影响,尤其是蠕变现象随着初始应力水平的增大而出现堆积,而拉伸速率对试样的应力松弛行为起一定作用,但并不明显。通过比较可知,运用金属材料的时效蠕变与时效应力松弛关系原理推导的涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材的蠕变和应力松弛长期转化关系式与试验结果存在偏差。     

NEPE推进剂热安全性的尺寸效应

为了解NEPE推进剂热安全性的尺寸效应,在不同温度下对不同尺寸的NEPE推进剂药柱进行了热爆炸试验,测得其热爆炸延滞期,并计算得到不同尺寸NEPE推进剂药柱在90、100、110、120℃下的热分解反应速率;通过在药柱内部布置热电偶监测了尺寸为Ф100mm×100mm和Ф150mm×150mm药柱在90℃和100℃环境温度下的内部温度变化。结果表明,当温度高于76.2℃时,NEPE推进剂药柱的尺寸越大,反应速率常数越大;活化能与药柱的比表面积呈线性相关,比表面积越小,活化能越大,当NEPE推进剂药柱的比表面积小于0.02mm-1时,活化能(Ea)为179.3kJ/mol,指前因子(A)为4.62×1019s-1。硝酸酯增塑剂的存在是NEPE推进剂在200℃以下发生热爆炸的主要原因。     

长压缩应力-应变平台的聚氨酯弹性体泡沫的研究

制备了具有长压缩应力-应变平台的聚氨酯弹性体泡沫(PUEF),研究了硬段含量、交联度以及密度等对PUEF压缩应力-应变性能、压缩应力松弛及拉伸性能的影响。结果表明,硬段含量及密度对PUEF压缩应力-应变性能的影响较大,而交联度对压缩应力松弛及拉伸性能的影响较大。在相同的原料体系下,随着硬段含量及密度的增加,PUEF的应变降低,应力增大,压缩应力松弛增大,断裂伸长率降低,拉伸强度增大;随着交联点的增加,PUEF的压缩应力松弛降低,断裂伸长率下降,拉伸强度下降。     

温度对胎面材料拉伸力学性能的影响研究

研究温度和拉伸速率对胎面材料拉伸力学性能的影响。结果表明:胎面材料的拉伸力学性能对拉伸速率具有一定的敏感性;在0~90℃温度范围内及大应变时,胎面材料的拉伸模量随温度升高而减小;在-30℃时,应力-应变曲线表现出"玻璃态"的特性,拉伸模量明显提高。Mooney-Rivlin模型模拟结果与试验结果相一致。     

化学改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的形状记忆性能研究(Ⅱ)--结晶对化学交联EVA形状记忆性能的影响

通过形状记忆性能测试、DSC和DMTA等热分析技术重点,探讨了结晶对EVA形状记忆性能的影响以及形状记忆性能的工艺性和使用性能的影响。结果表明,随着结晶度的增加,形状回复率变化不大。而形状固定率增加;热固性SMP的形状回复性由交联网络的完善程度决定,结晶度对其影响不大;结晶对形状记忆材料的响应温度和模量有较大影响,结晶度高响应温度高,常温模量高。形状固定率由聚合物的力学松弛特别是蠕变决定,结晶度只是其影响因素之一,不是决定性因素。从形状记忆机理出发初步揭示了影响热固性形状记忆高分子材料形状记忆性能的本质因素。     

60Si2Mn钢制弹簧应力松弛行为预测

采用Abaqus针对60Si2Mn钢制弹簧同一应力水平不同温度下的应力松弛结果进行有限元模拟。采用旋转方式建立由弹簧和平板构成的弹簧有限元模型,平板不参与分析。选择切向作用进行接触设置。网格划分结果为:共获得了10 846个C3D8R型弹簧单元,390个R3D4平板单元;应力松弛模拟结果与实验结果吻合较好,随着温度的增加,误差增加;100℃温度下,整个应力松弛过程中模拟结果均以一定松弛速率下降,模拟得到的稳定应力值略低于实验值,误差为3.8%,140℃和180℃下,误差分别为4.9%和16.8%。     

NEPE推进剂拉伸断裂行为研究

通过单向拉伸力学性能实验,考察了不同测试温度和不同拉伸速率条件下NEPE推进剂力学性能的变化情况。采用扫描电镜(SEM)和原位拉伸SEM观察了推进剂拉伸断面形貌。结果表明,在低温测试条件下,NEPE推进剂最大伸长率较常温条件下显著降低,最大抗拉强度较常温和高温条件下显著升高,NEPE推进剂的破坏主要表现在黏合剂的撕裂和固体颗粒的断裂;在高温、慢拉伸速率的测试条件下,推进剂断裂时结构被破坏的程度较大,NEPE推进剂的破坏首先发生在固体颗粒堆积处,再到黏合剂网络结构。推进剂断裂的过程是推进剂拉伸取向与裂纹扩展之间的竞争过程。     

聚丙烯树脂在高拉伸应变速率下的拉伸行为

研究了拉伸应变速率特别是高应变速率对聚丙烯树脂应力应变曲线的影响,比较了不同滑石粉添加比例和不同温度下聚丙烯树脂高速度拉伸破坏行为的差异。结果表明:聚丙烯树脂的拉伸强度随着应变速率对数的增大而线性增加;不同分子链结构的聚丙烯树脂在同一高拉伸应变速率下有不同的拉伸强度和拉伸应变;应变速率从6 s~(-1)增加到125 s~(-1)时,聚丙烯树脂拉伸强度对应变速率变化的敏感性相差不大。高应变速率下,滑石粉含量越高,拉伸强度越低;但当应变速率增加到100 s~(-1)时,不同滑石粉含量试样的拉伸断裂应变相差不大。而且,聚丙烯树脂的拉伸强度随温度升高而明显降低,断裂应变随温度的升高则有所增加;温度越低,试样的应力发白区域则逐渐变小。