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·