中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 余伟炜天津大学 2007年硕士导师: 陈旭共77页

摘要 : 本文采用小试样，对天然硫化橡胶进行了一系列多轴非比例循环加载下的疲劳和单轴棘轮试验研究。试验结果表明：橡胶材料具有非常明显的MULLINS效应，表现为循环软化，在R=0加载方式下，其软化程度由峰值应变决定。在所有路径下，应力都是经历了初始大... 展开

关键词 : 橡胶材料疲劳寿命多轴加载

2. 橡胶的绿色硫化方案探索及其性能研究

[学位论文] 孔令民四川大学 2021年硕士导师: 吴锦荣共124页

摘要 : 橡胶材料所独有的高熵弹性使得橡胶在国民生产生活和国防安全等领域具有非常重要乃至不可替代的地位。对橡胶材料而言，最为重要的一个加工成型工艺便是硫化交联，自1839年Goodyear先生发现硫化现象以后，橡胶材料才得以被广泛应用。不经硫化的橡胶无... 展开橡胶材料所独有的高熵弹性使得橡胶在国民生产生活和国防安全等领域具有非常重要乃至不可替代的地位。对橡胶材料而言，最为重要的一个加工成型工艺便是硫化交联，自1839年Goodyear先生发现硫化现象以后，橡胶材料才得以被广泛应用。不经硫化的橡胶无使用价值，而交联的三维网络相比于线性结构稳定而强韧，使橡胶的弹性、力学性能等大幅提升并拥有出色的环境稳定性。硫磺、过氧化物等硫化体系广泛应用于橡胶制品中。但随着人们对可持续发展的深刻认知和“绿水青山”的日趋重视，橡胶的硫化中所存在的几个问题难题亟需解决：1、硫化交联中所用硫化助剂等往往具有高毒性和高污染性，如亚乙基硫脲的强致癌性和氧化锌对水体的污染性，而且这些硫化助剂在硫化过程中还会产生有毒气体，严重危害到从业人员的生命安全和生产周围环境。2、橡胶中稳定的“不溶不熔”交联网络在带来出色性能的同时，也使得废旧橡胶的回收变得极困难，广为热议的“海洋微塑料”的一大部分便是废旧橡胶颗粒，废旧橡胶会对生态环境造成不可逆转的危害，即“黑色污染问题”，与此同时这也形成橡胶资源的极大浪费，尤其是我国作为一个橡胶短缺国家。而在传统硫化体系中，废旧橡胶与新胶界面处难以产生共硫化进一步限制了废旧橡胶的循环利用。因此，本论文将对橡胶的绿色硫化方案进行探索，并对绿色硫化交联橡胶的性能进行研究。首先，以填料作为硫化体系实现对氯丁橡胶的绿色硫化，避免毒性污染性助剂的使用并制备出高性能材料。其次，以天然小分子代替毒性恶臭氮杂环衍生物实现溴化丁基橡胶的离子交联，在避免毒性助剂使用的同时实现材料的可回收性。最后，我们通过构建动态共价网络实现废旧橡胶粉的高附加值回收利用，通过与基体之间共硫化实现废胶粉的增强功能并增加其服役寿命。具体研究内容如下： 1、采用碳纳米点同步交联增强的思路，制备高性能氯丁橡胶。通过固相碳化法以尿素和柠檬酸为原料，制备了氮掺杂的碳纳米点。相比于水热法和微波法，固相碳化法无废液产出，热传导率高，产率高达44%，具有大规模生产潜力。通过TEM、FTIR、WAXD、XPS等测试手段对碳纳米点结构进行分析，表明其为表面含有功能基团并以类石墨结构为内核的准球状结构，粒径约为9.5nm。通过硫化曲线证明，碳纳米点具有硫化性能，但其酸性会对交联性能产生影响。缚酸剂的加入会提升碳点的硫化性能，完成了碳点硫化体系的构建。与传统硫化体系易发生焦烧相比，碳点硫化过程有较长的诱导期，从而提升加工安全性。我们还对碳点硫化体系的硫化动力学进行了分析。SEM和TEM图像表明，界面交联键的构建还使得碳点在基体中有着良好的分散性。DMA和流变学测试表明，碳点与橡胶之间界面氢键的存在使碳点具有增强填料的作用，弥补交联密度的不足，赋予材料更高的模量。力学实验结果表明，碳点的交联-增强双重作用使得材料具有比传统硫化胶更加出色的力学性能，在不使用氧化锌和亚乙基硫脲的前提下制得高性能绿色交联氯丁橡胶。 2、采用天然维生素-烟酰胺替代吡啶或咪唑衍生物，接枝溴化丁基橡胶，形成氢键协同离子团簇，制备高性能可回收溴化丁基橡胶。烟酰胺作为天然存在的维生素，不具其他吡啶化合物的毒性和恶臭。烟酰胺分子结构上的吡啶环能与溴化丁基橡胶发生取代反应，形成离子对，同时间位酰胺基能形成氢键。通过1H NMR和硫化曲线实验证明，烟酰胺可以起接枝交联作用，且随着浓度的提升，接枝率上升。力学试验和循环拉伸试验证明，氢键协同增强的离子团簇网络在拉伸过程可以耗散能量从而赋予材料更加优异的力学性能，拉伸强度可至10MPa，断裂伸长率1300%，韧性更是高达40.9MJ/m3，是传统硫化胶的2.5倍。接枝率的提升会提高能量耗散效果。X射线衍射实验证明，材料中会形成规则的离子团簇网络，离子团簇之间的平均相关距离为9.24nm，接枝率不会影响离子团簇的数目，却会影响离子团簇尺寸。通过动态机械分析发现，离子团簇会束缚冻结相分子链使材料出现新的松弛转变，其转变温度由离子对的特性决定，松弛强度也印证了接枝率对离子团簇形貌的影响。由同步辐射的结果发现，烟酰胺的氢键协同作用使离子团簇表现出独特的温度相关性，升温会使的网络变得松散。氢键和离子键的动态特性使得材料可经重复模压和溶液成膜两种方法重新加工，可回收性能好。 3、通过可逆共价键，在羧基化废胶粉与基体之间实现可逆共交联，实现废胶粉的高附加值利用和长效利用。利用更环保高效的界面接枝法，在水相中实现废胶粉的羧基化。通过模型实验，我们验证了界面接枝法的可行性。通过对羧基化废胶粉相态、表面结构等的分析，发现羧基化废胶粉的表面接枝一层聚丙烯酸。同时也对界面接枝过程有了更深的认识，丙烯酸通过扩散进入硫化胶网络，部分受引发剂自由基与橡胶烃大分子自由基的引发而进行受限聚合，最终与界面处生长出聚丙烯酸实现羧基化。硫化曲线证明，废胶粉不能与环氧天然橡胶发生交联反应，而羧基化废胶粉可与环氧天然橡胶反应形成动态的β羟基酯键，实现二者共交联。力学实验发现，羧基化废胶粉不会降低材料的力学性能，反而对材料起到增强作用，同时可以降低材料成本。SEM实验证明，废胶粉在单轴拉伸中会发生应力集中弱化材料，而共交联界面可保证应力场均匀传导。DMA和DSC实验证明，羧基化废胶粉的引入会提升网链束缚程度，使材料Tg升高。从重复加工实验的结果来看，尽管因为不可避免的共价交联和胶粉内部的不可逆网络的影响，使材料在重新模压后性能下降，但相比于传统硫化体系，新材料可塑性较强，重塑后强度仍能达到9MPa。收起

关键词 : 橡胶材料绿色硫化填料交联可回收性

3. 天窗密封系统要求及设计

[学位论文] 梁继竹青岛科技大学 2018年硕士导师: 王伟共98页

摘要 : 汽车天窗作为一种有效的换气装置，以其车辆顶部视野开阔，越来越受到市场尤其国内市场的追捧。国内外汽车天窗配置率越来越高，也带动了天窗相应产业链的发展。随着汽车天窗系统几十年的发展，越来越系统化、平台化，相应地，对应不同的天窗形式，天... 展开汽车天窗作为一种有效的换气装置，以其车辆顶部视野开阔，越来越受到市场尤其国内市场的追捧。国内外汽车天窗配置率越来越高，也带动了天窗相应产业链的发展。随着汽车天窗系统几十年的发展，越来越系统化、平台化，相应地，对应不同的天窗形式，天窗密封条系统也逐渐形成了几大主流系列。本文简要介绍了天窗系统的分类和各自特点，归纳总结了大众、通用、福特、克莱斯勒以及国家标准对天窗密封条的技术要求，对密封条常见材料的配方设计、骨架、涂层的种类进行了总结。介绍了天窗搓动式、滑动式、内下压型、大压缩密封系统常用结构及特点，总结了单片玻璃内滑式、单片玻璃外滑式、双片玻璃内滑式、双片玻璃外滑式、双片玻璃上装式等主流天窗平台的密封系统结构及常用密封条断面。在有限元分析中，为了创建橡胶这类超弹性材料的本构模型，需要拟合多种应变状态下的实验数据，以使材料模型能有效地分析发生在模拟过程中的各种复杂应变状态。对橡胶材料来说，由应变能函数确定的本构模型，需要引入工程应力、工程应变数据进行拟合。如何精确描述超弹性材料的以上力学行为，是有限元分析成功与否的关键，需要各种实验测试来提供原始材料数据，用于拟合选定的本构方程中的材料参数。通常情况下，描述橡胶材料基本力学性能的应力~应变关系的测试有三类：单轴拉伸、单轴压缩（或等轴拉伸）和平面拉伸(剪切)。一般单轴拉伸和压缩，等轴拉伸和平面拉伸(剪切)测试对于确定每种材料模型的特殊材料参数是必不可少的。在某些与时间相关的分析场合下，还须考虑橡胶的粘弹性行为，如蠕变、应力松弛和滞后。本文对非线性聚合物有限元分析用材料测试（单轴拉伸，等轴拉伸，平面拉伸/剪切，简单剪切，体积压缩，应力松弛，摩擦试验等）进行了总结及介绍。介绍了某车型从上向下装配天窗的后密封条的设计及优化过程：安装部位的结构设计、泡型设计，对拔出力、压缩负荷、剪切变形等性能的有限元模拟分析，并就产生的问题进行了结构优化调整，对有限元辅助设计优化后的断面进行了实测验证。收起

关键词 : 汽车天窗密封条橡胶材料制备工艺

4. 高性能抗氧剂的抗氧化机理及在橡胶中的性能评价研究

[学位论文] 张雪松北京化工大学 2019年硕士导师: 吴卫东;周钟懿共93页

摘要 : 当今社会，人民的生产生活中越来越离不开各种高分子材料制品，橡胶材料以其高弹性的特性在高分子材料中占有不可或缺的地位，橡胶材料在使用过程中会出现脆化硬化，龟裂，颜色变深等老化现象，造成橡胶老化因素有很多，热氧老化最为常见。加入高性能... 展开当今社会，人民的生产生活中越来越离不开各种高分子材料制品，橡胶材料以其高弹性的特性在高分子材料中占有不可或缺的地位，橡胶材料在使用过程中会出现脆化硬化，龟裂，颜色变深等老化现象，造成橡胶老化因素有很多，热氧老化最为常见。加入高性能抗氧剂是延缓橡胶的老化进程，提高橡胶使用寿命的重要手段。本文以目前产量最大的通用合成橡胶丁苯橡胶(SBR)以及用量广泛的热塑性弹性体SBS为基体原料，进行了上游的乳聚丁苯胶乳、下游的乳聚丁苯橡胶混炼胶抗热氧老化的研究，以及SBS胶液的抗热氧老化研究。利用正交法探究了乳化工艺条件对抗氧剂乳化液性质的影响，优选出了较为合适的抗氧剂乳化工艺条件，之后对乳聚丁苯胶乳和抗氧剂乳化液进行乳液共混以及絮凝固化实验，通过特定测试手段探究了丁二烯-苯乙烯类材料的热氧老化机理，验证了利用Arrhenius公式结合凝聚相动力学，推导预测材料寿命的可行性。研究了不同偶联剂对白炭黑填充ESBR力学性能、加工性能以及防老化性能的影响。对比分析了高性能抗氧剂同市售抗氧剂4020对扶手带力学性能和防老化性能影响的差异。在上游生胶实验中，利用正交法不但优选出了乳液平均粒径较小，粒径分布比较集中，乳液体系比较稳定的抗氧剂乳化液，还比较出了乳化温度、剪切速率、乳化时间三因素对乳液性质影响程度的差异。主抗氧剂Anox-1315会加深ESBR胶样的黄变指数(YI)，而辅助抗氧剂Naugard-705T能够很好地降低其YI，主辅抗氧剂复配能够发挥协同抗氧效果，更有效地延缓橡胶热氧老化反应的进程。实验证明通过Arrhenius公式结合凝聚相反应动力学推导，利用热力学测试手段在特定温度范围内预测ESBR生胶以及SBS制品寿命ti是简便的，也是具有可参考价值的。通过定义保护因子PF和协同因子SF两个参数用来评价抗氧剂的防护协同效果，发现样品的ti、PF、SF具有温度依赖性，随着温度上升，其值均下降。在工况温度80℃下，当主辅抗氧剂复配比为1∶2时，能够提高胶料寿命148倍以上，提高协同抗氧效率5倍以上。在SBS基体中，比较了不同抗氧剂之间协同效果的好坏，且主抗氧剂Anox-PP18同辅助抗氧剂Weston-705T的协同抗氧在工况温度80℃下能够提高SBS基体寿命9.5倍。在下游混炼胶实验体系中，实验证明偶联剂KH550、KH560和Si69会影响胶料的硫化特性参数，当Si69对白炭黑占比超过8％时，硫化胶总交联密度基本不变。在偶联剂对白炭黑占比为8％的条件下，胶料的综合力学性能以及抗老化性能Si69＞KH560＞KH550;通过相互作用参数η、I值发现填料间相互作用力大小:空白样＞KH550＞KH560＞Si69，填料与基体间相互作用力大小:Si69＞KH550＞KH560＞空白样。在手扶带混炼胶和硫化胶中，主抗氧剂AS与辅助抗氧剂Weston-705T复配相对于传统主抗氧剂4020与辅助抗氧剂Weston-705T复配表现出更为优异的防老化效果。收起

关键词 : 橡胶材料抗氧剂抗氧化机理性能评价

5. 集中力拉伸作用下的橡胶楔体与锥体有限变形及其有限元分析

[学位论文] 史守峡哈尔滨工程大学 1997年博士导师: 刘玉臣共88页

摘要 : 该文对集中力拉伸作用下的橡胶楔体或锥体的顶端场进行分析.结果表明:楔体或锥体的顶端区域由一个收缩区组成.

关键词 : 橡胶材料顶端场大变形非线性有限元

6. 冬季公路的物理防滑研究

[学位论文] 崔亨进大连交通大学 2008年硕士导师: 张业民共77页

摘要 : 随着道路交通事业的发展，道路安全问题已引起广泛关注。研究表明道路条件在事故中占有较大比重，在寒冷积雪地区尤为突出。因为冰雪的覆盖，轮胎在路面上的驱动力和制动力都被大幅减弱。为保证道路畅通的安全，公路养护部门探索出许多有... 展开

关键词 : 轮胎摩擦力物理防滑摩擦实验橡胶材料

7. 航空轮胎胎面高速摩擦磨损试验与仿真研究

[学位论文] 陈龙哈尔滨工业大学 2019年硕士导师: 吴健共70页

摘要 : 航空轮胎是飞机与机场道面接触的唯一部件。我国航空轮胎研制起步较晚，目前大飞机航空轮胎几乎全部由米其林等少数国外轮胎巨头提供。而随着大飞机国家战略的发展，急需航空轮胎国产化。高速着陆瞬间，航空轮胎胎面与道面发生高速摩擦磨损，这对航空... 展开航空轮胎是飞机与机场道面接触的唯一部件。我国航空轮胎研制起步较晚，目前大飞机航空轮胎几乎全部由米其林等少数国外轮胎巨头提供。而随着大飞机国家战略的发展，急需航空轮胎国产化。高速着陆瞬间，航空轮胎胎面与道面发生高速摩擦磨损，这对航空轮胎的耐磨性和操控性有重要影响，直接影响飞机安全，故系统研究苛刻环境下航空轮胎胎面的摩擦磨损行为显得尤为重要。本文以航空轮胎胎面为研究对象，建立高速摩擦磨损试验平台，结合试验与仿真方法，研究苛刻环境下胎面材料的摩擦磨损特性，揭示胎面结构参数对磨耗性能的影响规律，为高性能航空轮胎的研制提供依据，具有重要的理论意义和应用价值。首先，建立了航空轮胎胎面橡胶材料的高速摩擦试验平台，基于此开展橡胶材料的高速摩擦行为研究。基于不同速度和载荷下的摩擦试验数据基础，建立了考虑橡胶材料高速摩擦的表征模型。开展了胎面橡胶材料的力学性能测试，基于测试结果和高速摩擦表征模型，采用有限元方法建立了橡胶材料高速摩擦仿真模型，研究不同速度和载荷对接触压力、剪切力的影响规律。采用印泥法和数字图像法，研究了载荷与接触压力的关系，得到了载荷与接触压力之间存在幂函数关系。此外，针对不同道面及其刻槽宽度的影响，采用试验与仿真相结合的方法，系统研究了胎面橡胶的摩擦行为，揭示了道面类型和刻槽参数对胎面橡胶材料摩擦行为的影响规律。其次，开展了胎面橡胶材料高速磨耗试验，揭示了其高速磨耗特性的变化规律。采用DX510光学数码显微镜进一步分析了磨耗后表面形貌，采用 Nicolet380傅里叶红外光谱仪对磨耗后试件开展微观机理分析，揭示了胎面橡胶材料的高速磨耗机理。基于高速摩擦表征模型，建立了高速磨耗有限元模型，获得了摩擦功密度随载荷速度的变化规律，结合磨耗试验与仿真分析结果，建立了表征橡胶材料高速磨耗的预测模型。此外，采用高速微铣削试验研究了道面微观纹理对胎面橡胶材料耐切割磨耗性能的影响。采用切削试验研究了宏观纹理下尖锐大颗粒物对胎面橡胶磨耗性能的影响，揭示了宏微观纹理对胎面橡胶材料的磨耗作用机理。最后，以某型号航空轮胎胎面为研究对象，揭示了胎面结构参数对其磨耗特性的影响规律。基于胎面沟槽结构的表征与简化，研制了不同斜度和圆角的胎面试件硫化模具，并开展了不同胎面结构参数下的磨耗试验。采用ABAQUS有限元仿真软件，建立了胎面试件磨耗仿真有限元模型。基于磨耗机理的研究，以疲劳损伤参量为评价指标，分析了不同工况下胎面橡胶材料的磨耗特性，研究了沟槽结构中斜度和圆角对胎面橡胶磨耗性能的影响规律。通过胎面橡胶块在不同滑移方向的磨耗试验与仿真研究，揭示了滑移角度的影响规律。此外，结合磨耗表面形貌的分析，揭示了胎面结构参数及侧偏工况下的磨耗机理，为大飞机航空轮胎研制提供依据。收起

关键词 : 航空轮胎橡胶材料高速摩擦磨耗性能

8. 温度对橡胶力学性能的影响及机理研究

[学位论文] 李兴晨青岛科技大学 2020年硕士导师: 李超芹共92页

摘要 : 本文以顺丁橡胶（BR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）为主体，考察了不同补强体系和硫化体系的硫化胶的物理机械性能和动态力学性能在温度场中的变化规律，通过对硫化胶的回弹性、硬度、拉伸强度、断裂伸长率、应力松弛和动态力学性能的测试，探索了极性和非... 展开本文以顺丁橡胶（BR）和氢化丁腈橡胶（HNBR）为主体，考察了不同补强体系和硫化体系的硫化胶的物理机械性能和动态力学性能在温度场中的变化规律，通过对硫化胶的回弹性、硬度、拉伸强度、断裂伸长率、应力松弛和动态力学性能的测试，探索了极性和非极性橡胶内部分子链、化学交联网络和物理交联网络等微观结构对于温度的不同响应情况，为极端环境下使用的橡胶制品的发展提供理论依据与方法指导。研究了温度对不同补强体系和不同硫化体系的BR硫化胶的物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明，随着温度升高，不同炭黑用量和不同硫化体系的BR硫化胶的回弹性和硬度均逐渐增大，拉伸强度和断裂伸长率逐渐减小，50%和100%定伸应力逐渐增大，应力松弛速率逐渐加快，储能模量逐渐增大。炭黑用量越多，BR硫化胶在高温下的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸强度保持率均越高。多硫交联键含量高的BR硫化胶在高温下的拉伸强度和断裂伸长率较高，碳碳交联键含量高的BR硫化胶在高温下的定伸应力和拉伸强度保持率较高。研究了温度对不同炭黑用量和不同硫化体系的HNBR硫化胶的物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明，随着温度升高，不同炭黑用量和不同硫化体系的HNBR硫化胶的硬度和拉伸强度均逐渐减小，回弹性和断裂伸长率在25℃到50℃范围内先增大，随后逐渐减小，应力松弛20min后平衡应力占比逐渐减小，储能模量逐渐减小。炭黑用量的越多，HNBR硫化胶在高温下的拉伸强度和强度保持率均越高。硫磺硫化体系的HNBR硫化胶在高温下的拉伸强度和断裂伸长率较高，过氧化物硫化体系的HNBR硫化胶在高温下的定伸应力和强度保持率较高，应力松弛速率较慢，高温下具有更好的力学性能保持率。对比了BR与HNBR的力学性能随温度升高的不同变化趋势，通过橡胶加工分析仪（RPA）比较极性与非极性橡胶对温度的响应规律，并探究了在升温过程中两种橡胶微观网络结构的变化机理。结果表明，室温下，极性橡胶的分子间作用力比非极性橡胶的分子间作用力大，但对温度更为敏感，升高温度使得极性橡胶生胶的模量减小的速率大大超过非极性橡胶。炭黑在非极性橡胶中更好的分散性以及更多的结合橡胶含量，使得非极性橡胶随温度升高的性能保持率优于极性橡胶。升温过程中，橡胶材料内各微观网络结构发生的变化不同，宏观物理机械性能的变化是多种因素共同作用的结果。收起

关键词 : 橡胶材料力学性能温度变化微观结构

9. 橡胶材料微尺度断裂力学性能实验研究

[学位论文] 魏镇河北工业大学 2018年硕士导师: 李晓雷共91页

摘要 : 橡胶材料具有超弹性特性、可逆的非线性大变形等力学特性，在航空航天、油气运输、机械加工等领域中得到了广泛应用。橡胶材料可以实现密封、减振等功能，在一些重要的部件中，橡胶材料一旦发生失效将会造成严重的后果。本文首先通过理论和实验的方法... 展开橡胶材料具有超弹性特性、可逆的非线性大变形等力学特性，在航空航天、油气运输、机械加工等领域中得到了广泛应用。橡胶材料可以实现密封、减振等功能，在一些重要的部件中，橡胶材料一旦发生失效将会造成严重的后果。本文首先通过理论和实验的方法对两种橡胶材料的本构方面进行了研究；接着采用实验和数值的方法对橡胶材料的断裂行为进行了研究；通过数值的方法对裂纹尖端区域的径向分层、环向分区的变形情况进行了研究；最后设计了数字散斑和散斑转移方法，采用实验的方法验证了微尺度下裂纹尖端区域的径向分层情况和单边裂纹纯剪试件的四个变形区域。具体的研究内容如下： 1.通过对丁苯橡胶和氟硅橡胶进行单轴和平面拉伸实验，得到橡胶材料的应力应变曲线。然后带入ABAQUS中对所得数据进行拟合，得到最合适的本构模型和材料参数，采用这种方式可以在数值分析方法中实现材料力学特性的仿真，为后面的数值分析提供参考数据。 2.通过实验的方法对橡胶材料的撕裂能进行计算。J积分可以用来评价裂纹的扩展阻力，表征了单位厚度试件上单位裂纹长度增长所需的能量。数值分析模拟出的橡胶材料的撕裂能和实验数据基本吻合。对于氟硅橡胶的不同尺寸的单轴拉伸试件而言，计算出的撕裂能基本一致。 3.对橡胶材料单边裂纹的纯剪试件四个变形区域进行了数值分析；接着讨论了带有单边裂纹的单轴拉伸试件和纯剪试件裂纹尖端区域径向分层，环向分区的变形特点，分析发现与高玉臣提出的裂纹尖端的奇异性特点和分区特点基本一致。 4.设计了数字散斑和一套简单可行的数字散斑转移方法。散斑图像设计为圆形和椭圆形，椭圆形散斑的质量较好。最后通过实验分析了微尺度下氟硅橡胶裂纹尖端的应变奇异性区域，并对纯剪试件的四个变形区域进行了分析。实验结果和数值分析结果基本一致。收起

关键词 : 橡胶材料断裂行为力学特性变形规律

10. 基于一种两层、多孔式磁性新型V带的研究

[学位论文] 李杰青岛科技大学 2016年硕士导师: 孟兆明共87页

摘要 : 目前在工程中广泛使用着的普通V带大多是三层、实心式V带结构，这种V带在结构上存在着诸多的不足与缺陷，如V带的断面为三层组合式结构，它的上下层是胶体、中间是抗拉体，V带在位于带轮处进行弯曲运动时，V带组合结构中抗拉体与胶体的接触层处容易产... 展开目前在工程中广泛使用着的普通V带大多是三层、实心式V带结构，这种V带在结构上存在着诸多的不足与缺陷，如V带的断面为三层组合式结构，它的上下层是胶体、中间是抗拉体，V带在位于带轮处进行弯曲运动时，V带组合结构中抗拉体与胶体的接触层处容易产生滑移错位；V带的弯曲柔性相对差、弯曲应力大；V带的无效质量相对多、离心应力大；V带与带轮间相对摩擦力小、V带的传动能力低。另外在很多权威教科书、获奖教材中对V带传动进行设计计算时参数确定的设计步骤也存在着不足，V带传动设计结果与工程实际应用有较大差异；设计的V带传动大都没能实现理论所期望的严格数值下的过载打滑，没有真正起到V带传动“安全保护器”的作用。针对普通V带结构和教科书中V带参数设计步骤的不妥，本研究提出了一种两层、空心、磁性包布式的新型V带结构，并给出了V带传动最佳设计参数确定的设计步骤。本研究的主要内容有以下两大部分： V带结构改进性研究：将V带的三层实体结构，改为两层空心式结构，降低了V带制造成本，改善了V带加工制造的工艺性；V带中性层最优设计，将中性层确定在抗拉体与胶体的分界线上，有效地发挥了V带抗拉体的承载能力，减少V带抗拉体与胶体滑移脱落的危险；将V带的内层胶体处适度间隔设计为数排圆柱孔，减轻了无效胶体的重量，增加了V带的弯曲柔性，有效地减少V带传动的离心拉应力；V带包布采用磁性橡胶材料，除了固定抗拉体与胶体外，能增加V带与带轮的吸附力，增加V带的承载能力。在V带结构改进、理论分析的同时，采用了ANSYS软件进行建模，进行了应力模拟测试，给出了测试结果，从而在理论上对V带的新理论、新设计提供了支持依据。 V带传动的最佳设计方法与设计步骤：本研究改变了原来V带设计中，率先查图盲目确定V带型号，然后再确定其它参数的设计步骤。而是依据工作机应用特点，先确定大离散性的参数，如带的根数，然后再协调确定带的型号、带轮直径和带长，并可以按不同的带的根数，得到诸多个方案提供优选，从而为V带传动设计的最优化提供了很好的保障。本设计理念及设计步骤能保证设计结果恰好近似达到理想的设计临界状态，真正实现V带传动起到“过载保护器”的作用。通过对V带结构、性能的分析与研究，本文设计出一种两层、多孔式磁性新型V带，并且改进了V带的计方法和步骤，提出了最佳设计的方法步骤。从而解决了传统的三层、实心式普通V带的缺陷与不足，解决了教科书中V带传动设计步骤存在的不妥。收起

关键词 : 磁性包布 V带结构传动设计橡胶材料