基于平面应变假设的橡胶圆筒静态受压分析

研究了减振元件中橡胶圆筒的静态受压机制.基于轴对称平面应变假设,给出了橡胶圆筒的几何描述,并结合3次缩减多项式本构模型推导了橡胶圆筒应力解析式.建立了相应边界条件下橡胶圆筒数值模型,仿真获得其应力响应后与解析式计算结果进行了对比验证.分析了压缩量改变对橡胶圆筒应力的影响规律.结果表明:随压缩量增大,径向应力和切向应力增大且增幅基本不变;边界层应力与压缩量近似成正比例关系,压缩量1%时,内外表面切向应力相差很小.     

RSM分析测试条件对蓝莓TPA质构参数的影响

用响应面法分析了15%⁵5%的压缩程度和3055%的压缩程度和30¹50 mm/min的压缩速率对蓝莓TPA质构参数的影响.研究发现:压缩程度对硬度1、硬度2、内聚性、弹性、咀嚼性以及回复性6项质构参数均有极显著影响(P<0.01);压缩程度的二次方仅对硬度1、硬度2、内聚性、回复性4项质构参数影响极显著(P<0.01);压缩速率仅对回复性影响极显著(P<0.01),对弹性影响较为显著(P<0.05);压缩速率的二次方以及压缩程度与压缩速率的交互作用对各项质构参数均无显著影响(P>0.05).根据拟合方程的F值、R2值以及失拟项可知,各项TPA质构参数受测试条件的影响程度由高到低依次为回复性、内聚性、硬度1、弹性、咀嚼性、硬度2.     

金属橡胶支座压缩性能试验研究

为解决板式橡胶支座的耐久性问题,提出一种金属橡胶支座.介绍了金属橡胶支座的构造、工作原理及特点,给出了金属橡胶支座的关键技术参数,设计并加工了 3组7个金属橡胶支座试件.在500kN电子万能试验机上进行了压缩试验,获得了金属橡胶支座的加(卸)载力-位移关系.考察了密度与形状系数对压缩曲线的影响,采用函数表达式对压缩曲线...     

轻质橡胶颗粒-砂混合土的压缩性试验研究

通过单向压缩试验,研究了橡胶颗粒-砂混合土中橡胶颗粒的压缩性以及不同橡胶掺量混合土的压缩性.为确定混合土中橡胶颗粒自身的压缩性,配制了与橡胶颗粒同级配的纯砂试样,将纯橡胶试样压缩量减去纯砂试样压缩量,得到了混合土中橡胶颗粒自身的压缩量.同时,依据混合土中橡胶颗粒和砂颗粒各自的压缩曲线,考虑混合土的压缩量等于橡胶颗粒自身压缩量与孔隙减小量之和,采用更为合理的体积分数来表达橡胶颗粒的掺量,建立了一种混合土的压缩模型,并与试验结果进行了对比验证.结合模型和试验结果发现,橡胶颗粒掺量的界限质量分数为20%,工程应用中不应超过此临界值.     

筋腱连接器球形橡胶轴承竖直压缩刚度分析

为了使张力腿平台筋腱连接器在承受巨大压力的同时降低转矩,连接器内部设计有橡胶轴承.对于球形橡胶轴承,针对橡胶的泊松比对球形橡胶钢板层叠结构性能的影响展开研究,提出了一种橡胶轴承初始压缩刚度的计算方法,通过仿真与试验的方法进行验证,结果表明理论计算与仿真和试验结果拟合程度较高.通过对比分析得到了橡胶泊松比和橡胶层的形状系数对橡胶轴承竖直刚度的影响规律.当橡胶材料泊松比由0.49增加到0.499 95时,橡胶轴承竖直压缩刚度上升了9.93倍.当泊松比趋于0.5时,压缩刚度趋于收敛.提高形状系数可以提高橡胶层的压缩刚度,形状系数越大,泊松比对橡胶层压缩刚度的影响越明显.     

鲍鱼壳的跨尺度结构及性能表征

目的:鲍鱼壳具有特殊的结构和优异的性能,通过对鲍鱼壳的跨尺度结构和性能进行深入研究,揭示鲍鱼壳从宏观到微观的结构特点和其结构与性能的关系.方法:采用数码光学显微镜和扫描电镜(SEM)对鲍鱼壳的结构进行表征,利用万能试验机测试鲍鱼壳整体的压缩强度,借助显微硬度仪表征鲍鱼壳表面和截面的硬度和断裂韧性.结果:鲍鱼壳宏观结构分为5部分,表面有生长线和螺肋;介观结构分为2层,厚度比例接近;微观结构包含角质层、棱柱层和珍珠层,珍珠层中存在棱柱层-珍珠层交替结构.整个鲍鱼壳的压缩破坏力为185 N,压缩强度约为52 MPa;鲍鱼壳不同部位的硬度显示有差异,背部的硬度最高为354 HV,其次为中顶部298 HV,头部、腹部和尾部相差不大,约为270 HV;鲍鱼壳背部的截面硬度高于表面,最高值达到了427 HV.结论:鲍鱼壳背部特殊的结构增加了其硬度,且断裂韧性高于氧化铝陶瓷(3.0 MPa·m~(1/2))材料.     

回火硬度对新型中碳弹簧钢应变疲劳特性的影响

对两种新型中碳弹簧钢应变疲劳特性及其回火硬度影响进行了研究,并和中高碳弹簧钢60Si_2Mn进行了对比。结果表明:两个新型弹簧钢和60Si_2Mn都具有循环软化;在应变疲劳曲线(△ε/2～2N_f)上,弹性线和塑性线的交点随弹簧钢回火硬度的升高而向低循环寿命移动;在Monson-Coffin方程中的回归常数b和C与循环应变硬化指数n的关系大体符合b=-n/(1+5n),C=-1/(1+5n)。各钢的应变疲劳特性、组织特征和断口形貌之间有一定的对应关系。同样硬度下新钢较老钢有更高的过载抗力。     

利用第一性原理研究纤锌矿AlN的弹性及热力学性质

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论,结合应力和应变的关系计算了压力下纤锌矿结构AlN的结构性质和弹性性质,并且通过准谐德拜模型计算了纤锌矿AlN在高温高压下热力学性质.计算结果显示:纤锌矿AlN的帯隙随着压强的增加变大;在各个压力点C11的值都要比C33的值大,表明纤锌矿结构AlN在x、y方向的硬度要比z方向的硬度大;纤锌矿结构AlN的压缩行为表现出各向异性随压力增加而增强.不同压强下的热容随着压强增加而减小.     

气体流速对FCVA技术制备nc-ZrC/a-C：H复合膜的影响?

采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,室温下通入C2H2在Si(100)与304不锈钢片上制备nc-ZrC/a-C:H复合薄膜.采用XRD、Raman、XPS、SEM-EDS研究了薄膜的成分及微观结构,利用纳米力学探针和摩擦磨损仪测试薄膜的硬度及摩擦磨损性能.主要讨论了不同C2H2气体流速对复合膜成分、结构及其性能的影响,研究结果表明:C2H2气体流速由20mL·min-1增加到70mL·min-1时,薄膜中的C原子分数逐渐升高;气体流速超过70mL·min-1后,C原子分数趋于平稳(约为75%).随着气体流速的增加,薄膜硬度呈现先增后减的趋势,当气体流速为40mL·min-1时(C原子分数约为65%),制备的薄膜综合机械性能达到最佳(硬度41.49GP,摩擦因数0.25).     

纳米坡缕石改进水润滑轴承性能的研究

水润滑轴承的摩擦性能取决于橡胶轴瓦的润滑状态、硬度、动态粘弹性等.选取坡缕石(AT)纳米粉体,经硅烷偶联剂KH-550表面改性处理后,加入NBR制成AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件与AT/NBR水润滑轴承试件.检测表明,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件的综合力学性能、硬度提高.动态力学分析仪DMA测得,NBR,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件0℃时的损耗因子大约相等,表明两者的湿滑能力基本不变.通过轴承摩擦磨损试验机,测出AT/NBR轴承试件的水润滑摩擦噪声、摩擦系数与磨损量降低.以上实验表明,AT/NBR轴承试件比NBR轴承试件的摩擦磨损等性能指标有所提高,并达到了美军标(船舶)MIL-DTL-17901C(SH)的规定.     

纤维织物和耐烧蚀填料对硅橡胶涂覆织物性能的影响

为研制防隔热效率更高的耐烧蚀硅橡胶涂覆织物,采用不同种类的纤维织物和耐烧蚀填料制备出多种新型硅橡胶涂覆织物,并分别研究了纤维织物种类、耐烧蚀填料种类和用量对硅橡胶涂覆织物力学性能和烧蚀性能的影响。实验结果表明:当选用碳纤维布(T300)作为增强骨架材料时,硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能最优;随着耐烧蚀填料添加量的增大,硅橡胶涂覆织物的邵氏A硬度逐渐增大,其拉伸强度和断裂延伸率均呈现出先升高后降低的趋势;综合考虑力学性能,耐烧蚀填料的最佳用量为2 g/100 g;耐烧蚀填料能有效提高硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能,其中酚醛纤维和黏胶基碳纤维的增强效果更好。     

橡胶衬层硬度和厚度对水润滑轴承系统跳动量的影响

根据舰船推进装置对水润滑轴承系统的运行精度要求,通过建立水润滑橡胶轴承系统有限元接触模型,研究不同橡胶硬度、厚度对直槽和螺旋槽水润滑橡胶轴承系统跳动量的影响规律,提出水润滑轴承系统跳动量控制方法。研究结果表明,水润滑橡胶轴承系统跳动量随橡胶硬度增大而减小,随橡胶厚度增大而增大。当橡胶硬度在85~95Shore A时,轴承系统主轴跳动量较小。在保证沟槽尺寸的前提下,尽量设计成较薄的橡胶厚度。相比直槽结构,螺旋槽水润滑橡胶轴承系统跳动量更小。因此,科学合理地设计水润滑橡胶轴承橡胶衬层材料硬度和几何结构,能显著减小轴承系统的跳动量,提高运行精度。     

改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响

采用机械共混原位插层法制备粘土/天然橡胶纳米复合材料.通过改变改性粘土的含量,采用扫描电镜SEM等各种手段表征了材料的微观结构,并测定其力学性能和热空气老化性能.结果表明,SEM分析得出,添加了改性粘土后,橡胶基体与改性粘土的结合更紧密;物理机械性能测试表明,粘土含量达10%时,复合材料的拉断强度、撕裂强度、300%定...     

二甲醚发动机中燃料与橡胶密封件的相容性研究

为了解决二甲醚燃料在发动机中的密封问题,开展了二甲醚燃料与橡胶密封件的相容性研究.分析了橡胶在二甲醚中溶胀的化学机理,并选出具有不同极性的橡胶材料进行耐二甲醚溶胀及溶胀前后拉断强度、拉断伸长率、硬度等力学性能的对比试验.试验发现:在含润滑添加剂(植物油)的二甲醚燃料中经过 72 h浸泡后,氟橡胶和丁腈橡胶的溶胀率和力学性能变化均比氟硅橡胶显著;氟硅橡胶在更长时间(40 d)的燃油浸泡后溶胀率最低,力学性能几乎没有变化.试验结果表明,氟硅橡胶可以很好地满足二甲醚发动机对橡胶密封件的要求.     

洛氏硬度的有限元解析

首次确立了洛氏硬度的有限元解析法。本法具有解析省时、精度高等特点，为研究材料硬度与其他机械性能间的关系提供一种手段。通过对Ｓ３５Ｃ和Ｓ４５Ｃ两种材料进行的解析和实验结果的比较，证明了解析法的正确性。     

高铬铸铁—丁腈橡胶的摩擦磨损性能试验研究(三)

试验研究是在本系列试验(一)、(二)的基础上,采用石油井场泥浆作介质进行试验研究,以寻求高铬铸铁与丁腈橡胶对磨时的最佳工艺参数。试验是在MLD一10型动载磨料磨损试验机土进行的,对不同表面硬度和光洁度的高铬铸铁试环和不同硬度的丁腈橡胶试块,共进行了六个项目多组的试验,取得了1000多个数据,得出了高铬铸铁与丁腈橡胶对磨时高铬铸铁的表面硬度和光洁度及丁腈橡胶硬度的具体匹配值。同时得出了高铬铸铁表面硬度、光洁度,丁腈橡胶硬度,介质等诸因素对高铬铸铁、丁腈橡胶耐磨性影响的大小。进而提出了泥浆泵缸套活塞的有关工艺参数和使用中值得注意的问题。     

车用二甲醚橡胶密封件相容性

针对二甲醚(DME)发动机动密封部位必须采用的弹性密封材料,深入展开了车用DME与橡胶密封材料的相容性研究.试验测试了不同橡胶材料耐受DME介质的能力,比较分析了各类材料在DME中浸泡72 h前后的体积与质量变化率,并对比了浸泡前后的拉伸强度、撕裂强度、硬度等力学性能.结果表明:三元乙丙橡胶(EPDM)具有相对良好的耐受DME的能力;车用DME中杂质含量、润滑添加剂成分及比例、EPDM材料组分对EPDM耐受DME性能存在一定影响;当DME发动机燃油系统标定采用车用柴油标定时,EPDM短期内耐车用柴油能力处于可接受的范围.     

纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶用做中、高压轴封的研究

用混炼法制备纳米Fe3O4磁性复合丁腈橡胶,利用UTM摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验,用2206型表面粗糙度测量仪测试磨痕,用XY-I型橡胶硬度计测定邵尔A硬度.研究影响橡胶密封性能的一些因素、密封间隙与密封压力的关系等.结果表明磁性橡胶具有优良的抗磨减摩性能、自修复能力,提出一种新型的可用做中、高压或真空环境的纳米Fe3O4磁性丁腈橡胶轴封,提高轴封的压力应用范围.     

厚层橡胶隔震支座基本力学性能试验

为了研究厚层橡胶隔震支座的水平和竖向基本力学性能,设计2种不同形状系数的厚层橡胶支座,通过水平剪切和竖向压缩试验研究,对比分析在不同振幅、不同频率组合下的普遍橡胶支座、铅芯橡胶支座及厚层橡胶隔震支座基本力学性能.试验结果表明,厚层橡胶隔震支座在水平方向的基本力学性能良好,在竖向具有大变形能力,竖向刚度、变形特性及水平剪...     

促进剂DM/D/TMTD对乒乓球拍胶皮性能的影响研究

研究了促进剂二苯胍(D)、二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)不同并用比对天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)乒乓球拍胶皮的硫化特性及硫化胶性能的影响。结果表明:在DM/D并用体系中,随着促进剂D用量的增加,胶料焦烧时间t10和正硫化时间t90缩短,胶料的扯断伸长率、拉伸强度增大。在DM/TMTD并用体系中,促进剂TMTD的加入可以提高胶料的流动性,缩短正硫化时间;随着促进剂TMTD用量的增加,拉伸强度和扯断伸长率降低,耐老化性变化不大。与使用DM/TMTD体系相比,使用DM/D体系时,胶料的焦烧时间长,加工安全,硫化胶的物理性能较好。当DM/D并用比为0.382/0.618时乒乓球拍胶皮的综合性能最好。