【摘要】：橡膠產(chǎn)品不僅常見于生活用品、醫(yī)用產(chǎn)品等,而且被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事工業(yè)、精密制造等領(lǐng)域。由于橡膠材料穩(wěn)定性較差,在生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中容易出現(xiàn)夾雜、孔隙、裂紋等缺陷和損傷,因此橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量檢測受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但由于橡膠材料有著高強(qiáng)耗能性以及滯后性,常規(guī)檢測方法很難實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的檢測出其內(nèi)部應(yīng)變狀況,因此粘彈性橡膠材料的實(shí)時(shí)應(yīng)變監(jiān)測方法研究具有較大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。首先,理論研究粘彈性橡膠材料本構(gòu)方程,推導(dǎo)出蠕變和應(yīng)力松弛過程響應(yīng)函數(shù),利用有限元仿真進(jìn)行粘彈性橡膠材料滯后性研究�；谌渥兒蛻�(yīng)力松弛過程的穩(wěn)定狀態(tài),定義相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的概念,提出滯后性大小表征函數(shù),并進(jìn)一步得出勻速拉伸過程中,滯后性大小隨拉伸速率變化關(guān)系。其次,針對(duì)粘彈性橡膠材料由于存在滯后性而測不準(zhǔn)的問題,設(shè)計(jì)了一種能夠用于粘彈性橡膠材料應(yīng)變實(shí)時(shí)監(jiān)測的聚合物光纖應(yīng)變傳感器,并對(duì)該傳感器進(jìn)行一系列性能測試,其中包括測試范圍、穩(wěn)定性、重復(fù)性、定標(biāo)實(shí)驗(yàn)以及溫度特性等測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該埋入式聚合物光纖應(yīng)變傳感器實(shí)時(shí)測試會(huì)受溫度的影響,其測試范圍為0~4mm(對(duì)應(yīng)應(yīng)變范圍為0%~8%),最大變異系數(shù)(重復(fù)性)為0.1144%,該埋入式聚合物光纖應(yīng)變傳感器具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性。最后,通過將設(shè)計(jì)的傳感器埋入到橡膠試件中,開展了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,該聚合物光纖應(yīng)變傳感器能夠較好的監(jiān)測粘彈性橡膠材料的應(yīng)變過程。另外,根據(jù)試件不同速率的拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測得的橡膠材料滯后性,與理論計(jì)算得到的滯后變換趨勢相同,能夠較好的驗(yàn)證論文中理論模型的正確性。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TQ336
【圖文】：

彈性材料應(yīng)力松弛弛現(xiàn)象是指粘彈性材料在保持恒定的應(yīng)變的情況下，內(nèi)部程。材料的線粘彈性特性介于線彈性與理想粘性之間，因此壺元件的不同組合方式來描述。其中彈簧元件服從胡克定律切定律，使用數(shù)學(xué)模型可表述為：ssσ = EεDDσ = ηε′示應(yīng)力，ε 表示應(yīng)變，.Dε 表示應(yīng)變率，E 和η 均為材料常數(shù)和粘性系數(shù)，下標(biāo)“S”和“D”分別對(duì)應(yīng)于彈性分量和粘性和粘壺元件的不同組合方式，可得到不同的微分型粘彈性本型是將彈簧元件和粘壺元件串聯(lián)起來得到最簡單的模型。

不能充分描述各種材料的松弛特性,而型可以用來模擬復(fù)雜的應(yīng)力松弛特性。為了更準(zhǔn),常用基本原件組合的模型或廣義Maxwell模型[5well 模型并聯(lián)而成，廣義 maxwell 模型適合用來體模型如下圖 2.2，首先彈性模量為iG 的彈簧元?jiǎng)e串聯(lián)，再并聯(lián)到一起。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2717001