材料及结构参数对约束阻尼结构阻尼性能的影响

以8.5mm厚的钢板为基层,以橡胶为阻尼层;以铝蜂窝板为约束层,采用锤击振动法,研究了-20~40℃温度范围内橡胶性能、约束层厚度、阻尼层厚度对约束阻尼结构阻尼性能的影响.结果表明:阻尼层橡胶材料的性能对约束阻尼结构的共振频率和结构损耗因子均有明显的影响,通过调节橡胶材料的有效阻尼温域来设计约束阻尼结构的有效阻尼温域具有显著的效果.约束层厚度为6,10,15mm时,随着约束层厚度的增加,约束阻尼试样的共振频率和结构损耗因子依次增大;阻尼层厚度为0.8,1.6,2.4,3.2mm时,约束阻尼结构的结构损耗因子随着阻尼层厚度增加而增大.     

温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构动态力学特性的影响

为研究温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构的动态力学特性的影响,通过钢-橡胶对滚结构实验平台进行钢-橡胶对滚结构动态力学特性实验,测得在连续转动过程中橡胶辊的温度变化以及压深变形量、接触宽度等,分析温度对橡胶辊压深变形量及接触宽度的影响.采用与实验平台橡胶辊相同材料的圆盘形试样进行动态热分析实验,得到不同温度下的橡胶应力松弛曲线以及不同频率下的损耗因子;基于此实验数据,对橡胶材料进行本构模型参数辨识,得到不同温度下超弹、黏弹参数;最后对钢-橡胶对滚结构进行不同温度下的瞬态动力学仿真,讨论橡胶辊的黏弹性强弱与温度的关系,分析不同温度下橡胶辊的压深变形量、接触宽度、von Mises应力应变、接触压力以及接触刚度等特性.结果表明:橡胶辊的黏弹性程度随温度的升高而减弱;温度对橡胶辊动态力学特性的显著影响表现在von Mises应力、接触压力及接触刚度随温度的升高而减小,von Mises应变、压深变形量及接触宽度随温度的升高而增大.     

Z N-35硅橡胶材料的动态力学性能试验研究

针对ZN-35硅橡胶材料宽频范围下的动态力学性能问题,通过DMTA动态热机械仪测试了ZN-35硅橡胶材料在11个不同温度下低频范围内的储能模量、损耗模量、损耗因子。依照国军标GJB981—90黏弹性材料强迫非共振型动态测试方法和主曲线绘制方法,通过对测量数据的计算和处理,绘制出该种材料的主曲线。预测出了各个温度下在更高频率下的动态力学性能,为减振材料的使用及减振器件设计提供了基础数据。结果表明：相同频率下,随着温度的升高,ZN-35硅橡胶储能模量与损耗模量呈下降趋势。当温度恒定时,储能模量和损耗模量会随着频率的升高而升高,直至趋于稳定。主曲线方法可以准确地得到ZN-35硅橡胶材料的高频动态力学性能。     

不同条件下硫化橡胶的动态黏弹性能分析

对SBR．／BR硫化橡胶进行动态仿真实验,考察预应力、加载频率和环境温度对橡胶滞回曲线的影响及损耗因子与频率、温度的关系．结果表明：随着预应力和加载频率的增大,滞回曲线包围的面积增大;随着环境温度的升高,滞后圈所包围的面积有减小的趋势;损耗因子随温度的升高而减小,随频率的增加而增大,低频下黏弹材料的损耗因子随着频率的改变而变化的情况不如高频时显著．     

稀土镁复合处理对X70管线钢组织和性能的影响

采用金相观察、硬度测试、力学性能测试等方法,研究了稀土镁处理对X70管线钢组织与性能的影响.结果表明,微量稀土镁可显著减小晶粒尺寸,提高X70管线钢室温和高温的力学性能;但随温度升高稀土镁对材料的高温力学性能影响会逐步减小.     

FR-4 型覆铜板动态力学参数测量及影响分析

以FR-4型覆铜板为试验对象,开展不同条件下其储能模量、损耗模量、损耗因子和玻璃化转变温度的动 态力学参数测试,研究了温度、扫描频率、加载模式以及升温速率对覆铜板动态力学参数的影响。结果表明：随 温度升高,储能模量趋势是先慢慢减小最后急剧降低,而损耗模量和损耗因子随温度升高先增加再下降;扫描频 率越高,储能模量越大,损耗因子峰值越高,玻璃化转变温度Tg也越高;三点弯曲测得的储能模量大于双悬臂梁 模式;升温速率增加,覆铜板的储能模量减小,玻璃化转变温度Tg变高,损耗因子的峰值降低。     

交联密度对软丁腈N41动态力学性能的影响

对软丁腈N41添加不同用量的硫黄,使其产生不同的交联密度,在此基础上重点研究不同交联密度对软丁腈橡胶N41物理机械性能、压缩生热及动态性能的影响.结果表明:胶料的拉伸强度与交联密度成正比,断裂伸长率则随着硫黄用量增加而降低;胶料的压缩生热随着交联密度的增加而降低;胶料的储能模量随交联密度的增加而增加,损耗因子则随交联密度的增加而减小,并且这两个动态模量对应变、频率和温度等外界环境的依赖性较强.     

螺杆钻具橡胶衬套的生热及热力耦合分析

针对螺杆钻具中最易发生失效的定子橡胶衬套,应用传热学原理,采用有限元法分析了常规型和等壁厚橡胶衬套的热力耦合效应,讨论了橡胶温升的物理机理。分析了衬套的温度场分布特点,比较了温度变化对两种橡胶衬套的应力应变影响,研究了静压、转子转速、橡胶硬度、泊松比、地层温度和压差对衬套温升的影响。研究发现：常规型衬套温度场呈椭圆形分布,而等壁厚衬套温度分布较为均匀;温度越高,衬套的热应力和变形就越大;相同工况下,等壁厚衬套的温升及应力应变均小于常规型衬套;常规型衬套的温升随静压、转子转速和压差的增加而增大,随橡胶硬度、泊松比及地层温度的升高而减小,但这些参数对等壁厚衬套温升量的影响非常小。     

复合导电橡胶的制备及性能

以自制的银包玻璃微珠核壳复合粒子作为导电填料,丁腈橡胶为基胶,采用橡胶加工技术制备出一种复合导电橡胶材料.确定了该导电橡胶材料的配方,并优化了其加工工艺.研究了导电填料的填料量对该材料的电性能、力学性能和屏蔽效能等的影响规律.结果表明:该复合导电橡胶具有轻质的特点和优异的环境适应性;随着导电填料用量的增加,该材料的电性能和屏蔽效能均增加,但力学性能呈现下降趋势.当填料的体积分数达40%时,该橡胶材料的体积电阻率达7.41×10-3 Ω·cm,具有较好的力学性能和屏蔽性能.     

微通道中高黏度油墨流体的黏性耗散生热

为了分析胶印机钢辊和橡胶辊间的微通道中高黏度油墨流体的黏性耗散效应,首先对黏性耗散效应的影响因素进行分析,然后运用流体仿真软件Fluent对微尺度的高黏度油墨流体的黏性耗散生热进行了研究.建立了考虑黏性耗散生热的油墨流体仿真模型,获得了油墨流体的压力分布、速度分布及温度分布等特性;通过不同通道尺度、不同油墨黏度的仿真对比分析,结合理论分析,得到了通道尺度和油墨黏度对黏性耗散生热的影响.结果表明:随通道尺度的减小,油墨流场的温度升高,并且流场的最高温度与通道尺度间近似为非线性的指数关系.随油墨黏度的增大,油墨流场的温度升高,并且流场的最高温度与油墨黏度间为近似线性关系.     

表面氧化改性对丁腈橡胶力学性能的影响

为了提高丁腈橡胶的力学及摩擦学性能,利用以浓硫酸为主配制的氧化性溶液对其进行表面化学改性.研究了硫酸浓度、浸泡时间对丁腈橡胶表面力学和摩擦学性能的影响,借助SEM分别观察其断裂和磨损形貌,分析了表面改性对丁腈橡胶性能的影响.结果表明,经50%硫酸混合溶液处理的丁腈橡胶,其力学和摩擦学性能随浸泡时间的延长而大幅度提高;经70%硫酸混合溶液处理的则结果相反.硫酸浓度过大可使表面组织致密性增加、硬度增大,但表面出现裂纹,其力学性能和摩擦学性能大幅下降.     

回火温度对25SiMnNi2CrMo钢组织和性能的影响

为提高钎具产品的性能和使用寿命,采用OM、TEM、冲击和拉伸试验,研究了正火后不同回火温度对25SiMnNi2CrMo钢组织与力学性能的影响．结果表明,25SiMnNi2CrMo钢920℃正火后不同温度回火,随着回火温度的提高,材料的硬度和抗拉强度呈逐渐下降的趋势,冲击韧度值呈先升高后降低、复又升高的变化趋势,300℃回火后冲击韧度出现峰值,450℃回火出现回火脆性．试验材料在300℃回火后,具有最佳的强韧性配合,具体性能为：抗拉强度σb1391MPa、硬度HRC40、冲击韧性AKV72．5 J．300℃以下回火的组织为回火马氏体＋贝氏体＋残余奥氏体;超过350℃回火,残余奥氏体开始发生分解,组织中有碳化物析出,随回火温度提高,碳化物有聚集和球化趋势．提出了25SiMnNi2CrMo钢最佳回火热处理工艺．     

溶聚丁苯橡胶接枝MAH的性能研究

溶聚丁苯橡胶(SSBR)由于其优良的耐磨、耐低温等性能,主要用于轮胎的胎面、胎体和胎侧等部位,但由于SSBR是一种非极性橡胶,使得它与白炭黑等极性填料的结合力较弱。为了提高SSBR与白炭黑的相容性,以马来酸酐(MAH)为极性单体对SSBR进行接枝改性。研究了接枝聚合物(SSBR-g-MAH)与白炭黑共混后的胶料的各项性能,探讨了接枝率对胶料性能的影响。结果表明,溶聚丁苯橡胶接枝了MAH后,接触角降低,门尼黏度增大,硫化时间延长,胶料的综合力学性能有不同程度的提高。动态力学(DTMA)测试表明,接枝MAH后实现了胶料抗湿滑性能的提高和滚动阻力的降低,为轮胎胎面胶提供了理想的材料。     

吸湿发热纤维混纺针织物耐磨性和悬垂性研究

研究吸湿发热纤维混纺针织物的力学性能,就其耐磨性和悬垂性与纯棉织物、涤棉混纺织物做了对比,实验结果显示,吸湿发热纤维混纺针织物的耐磨性、悬垂性均优于纯棉,与涤棉混纺织物相比略差。通过对吸湿发热纤维混纺针织物力学性能的测试分析,为后续针织物的研究奠定基础。     

橡胶砂力学性能的三维离散元数值模拟

为揭示橡胶砂混合料强度特性、偏应力-轴向应变曲线及体应变-轴向应变曲线的变化规律,利用颗粒流软件,对三轴压缩状态下橡胶砂混合料的力学特性进行了三维离散元数值模拟,从宏观、微观两方面分析质量配比、粒径比和围压对橡胶砂力学及变形特性等方面的影响。分析结果表明：当ω(橡胶)<10%时,橡胶砂表现出类砂力学特性,即先剪缩后剪胀,应力-应变曲线呈软化型,当ω(橡胶)≥20%时,橡胶砂表现出类橡胶力学特性,试样单调剪缩,应力-应变曲线呈硬化型。随着橡胶含量的增加,橡胶砂应力-应变曲线峰值降低。胶砂粒径比对橡胶砂应力-应变关系存在一定的影响,主要表现为随着平均粒径比的增大,体应变增大,应力-应变曲线降低,抗剪强度减小。随着围压的增加,低橡胶含量的橡胶砂剪胀和应变软化特性得到抑制,而高橡胶含量橡胶砂剪缩和应变硬化特性增强。混合料抗剪强度的降低主要归因于软橡胶颗粒的加入所引起的橡胶砂试样刚度损失,而其膨胀反应受到抑制的原因是橡胶颗粒容易被挤压而产生体积收缩。     

Properties of functionalized graphene/room temperature vulcanized silicone rubber composites prepared by an In-situ reduction method

Functionalized graphene oxide (FGO) was prepared by treating graphene oxide with γ-aminopropyl triethoxysilane (KH-550) before the mixture was dispersed into α, ω-dihydroxy polydimethylsiloxane to get room temperature vulcanized (RTV) silicone rubber composites by solution casting. The cured composites were then reduced with hydrazine hydrate to obtain functionalized graphene (FG)/RTV silicone rubber composites. The structures of FGO and the resultant composites were characterized by atomic force microscopy, FT-IR spectra and X-ray diffraction. KH-550 was found to be grafted onto graphene sheets, leading to an increased interlayer spacing. Significant improvements in thermal and mechanical properties were obtained. Both the FGO/RTV silicone rubber composite contain 1.0 wt% of FGO, and its reduced product showed an increase of one-step weight loss temperature with 61 ℃ and 133 ℃ higher than that of pure silicone rubber. Tensile strength and elongation at break of FG/RTV silicone rubber composite (with 0.5 wt% FGO content) increased by 175% and 67%, respectively, compared with those of pure silicone rubber.     

基于振动冲击响应法的生物力学等效仿真软质材料的力学性能测试与分析

生物力学等效仿真软质材料力学性能的研究是研制动态仿真假人过程中的重要课题。针对软质材料硬度低、模量小和极易变形等特点,以纵向振动理论和共振原理为基础,提出了采用动态振动冲击响应试验法测试硅橡胶基软质材料的力学性能,搭建了软质材料力学性能的振动冲击测试平台,分析了对测试结果可能存在的影响因素。并对3组不同硬度的硅橡胶基圆柱形试件进行了测试,求得其固有频率和弹性模量。在试验的基础上,应用有限元软件对试件进行模态分析,提取出试件的1阶固有频率。将此参数与试验结果对比,两者误差很小,验证了所提方法的有效性和可行性。测试结果还表明软质圆柱形试件的固有频率与其长度成反比,与硬度成正比,这一结论对于软质圆柱形试件的动态分析研究有着重要的意义。     

轴压下GFRP管-混凝土-钢管组合柱的尺寸效应

为了研究尺寸效应对GFRP管-混凝土-钢管组合柱力学性能的影响,在满足几何相似性的条件下,利用静力加载的方法对具有不同试件尺寸、不同混凝土强度等级的8根试件的轴压力学性能进行了试验研究.对8根组合柱试件的试验破坏现象、荷载-应变曲线、极限承载力以及应力值变化进行相应的分析比较,结果表明,随着试件尺寸的增大,试件抵抗变形能力减弱且尺寸效应明显,而增加GFRP管壁厚可以提高试件承载力、增强试件力学性能、减少尺寸效应的影响.     

冻融条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验研究

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响,为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座经过冻融循环后的承载力变化情况,采用标准冻融试验箱对氯丁橡胶支座进行25、50、75、100次的冻融循环处理并进行轴心受压试验,研究其在不同冻融循环次数的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、弹性模量等各项性能指标的变化,并与标准试件进行对比分析。结果表明经过冻融循环处理的氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象比标准试件更严重。随着冻融循环次数的增加,冻融程度的加深,氯丁橡胶支座极限承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量都逐渐降低;采用最小二乘法得出50 a抗压强度和抗压弹性模量的衰减曲线和衰减公式,其变化趋势基本符合指数函数规律。冻融循环后的公路桥梁板式氯丁橡胶支座的各项力学性能指标显著降低,因此应严格控制公路桥梁板式氯丁橡胶支座的温度适用范围,并建议提高其最低适用温度,在寒冷地区尽量采用天然橡胶支座。