Page 73 - 《橡塑技术与装备》2021年6期(3月下半月 塑料)
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测试与分析                                   尤黎明·不同增塑体系对丁腈橡胶老化前后及胶管扣压过程性能的影响


                                                                      Mises 应力是一种等效应力,Mises 应力大小可
                                                                  近似表示受力大小,在胶管内胶选取一条路径(由 5
                                                                  个节点组成),计算出其 Mises 应力的大小,从而得
                                                                  知不同节点处受力大小,对于模型设计以及胶管扣压
                                                                  量的大小均有借鉴作用。仿真计算结果如表 6 所示 :
                                                                  由数据可知,使用不同增塑体系时,内胶在节点 3 处
                                                                  所受应力较大,节点 5 处所受应力较小 ;同一节点处,
                                                                  使用 1# 及 2# 增塑体系时,内胶所受应力较大,使用
                                                                  4# 增塑体系时,内胶所受应力较小。
                                                                  表 6 使用不同增塑体系时不同节点处 Mises 应力 /MPa
                                                                   节点编号        1#       2#       3#       4#
                                                                      1        2.5      2.5      2.1      1.6
                                                                      2        2.9      2.9      2.4      1.9
                                                                      3        5        4.8      3.8      2.9
                    图 4 使用不同增塑体系时静刚度的变化曲线
                                                                      4        4.3      4.2      3.5      2.6
                                                                      5        2.2      2.2      1.8      1.3
                小可反映材料变形程度,应变能密度变化的快慢可反
                映材料变形速度的剧烈程度,使用不同增塑体系时,
                                                                  3 结论
                胶管扣压后应力集中单元处的应变能密度随着位移量
                                                                     (1)不同增塑体系对丁腈橡胶硫化特性有明显的
                增加的变化曲线如图 5 所示 :随着位移量的增加,应
                                                                  影 响,DOP 及 DOA 作为增塑剂时,转矩差值较大,
                变能密度逐渐增大,当位移量介于 0.9~1.3  mm 时,
                                                                  使用液体丁腈与聚硫橡胶作为增塑剂时,转矩差值较
                应变能密度增加缓慢,这是因为随着位移量的增加,
                                                                  小,其中聚硫橡胶作为增塑剂时,焦烧时间较短。
                胶管逐渐充满扣芯的凹槽中,释放应变,从而使得应
                                                                     (2)不同增塑体系对丁腈橡胶物理机械性能有明
                力集中单元处的应变能密度增加速度降低,当位移量
                                                                  显的影响,热空气老化 3 天后,DOP 及 DOA 作为增
                大于 1.3  mm 时,胶管已充满扣头与扣芯的空隙,发
                                                                  塑剂时,性能保持率相对较低,液体丁腈与聚硫橡胶
                生横向挤压变形,导致应力集中单元处的应变能密度
                                                                  作为增塑剂时,性能保持率相对较高 ;热油老化 3 天
                急剧增大 ;纵向来看,使用不同增塑体系时,同一位
                                                                  后, DOP 及 DOA 作为增塑剂时,质量体积变化率较大,
                移量下应变能密度大小不同,使用 1# 及 2# 增塑体系
                                                                  液体丁腈及聚硫橡胶作为增塑剂时,质量体积变化率
                时,同一位移下应变能密度大小基本相同,而使用 3#
                                                                  较小,耐抽出性能相对较好。
                及 4# 增塑体系时,同一位移下应变能密度要小于 1#
                                                                     (3)不同增塑体系对丁腈胶管扣压性能有明显的
                及 2#。
                                                                  影响,以热油老化 3 天后的应力 - 应变曲线作为材料
                                                                  参数,使用 DOP 及 DOA 作为增塑剂时,静刚度、应
                                                                  力 集 中 单 元 处 的 应变 能 密 度、 节 点 处 的 Mises 应 力
                                                                  相对较大,使用液体丁腈及聚硫橡胶作为增塑剂时,
                                                                  静刚度、应力集中单元处的应变能密度、节点处的
                                                                  Mises 应力相对较小。


                                                                  参考文献 :
                                                                  [1]   高茜 , 于雪 . 耐乙醇汽油橡胶材料溶胀性能研究 [J]. 合成材料
                                                                      老化与应用,2020,49(04):49-80.
                                                                  [2]   郑方远 , 解希铭 . 增塑剂对丁腈橡胶胶料性能的影响 [J]. 橡胶
                                                                      工业,2020,67(08):607-610.



                  图 5 使用不同增塑体系时应力集中单元处的应变能
                                 密度变化曲线


                      年
                2021     第   47 卷                                                                      ·55·
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