表述橡膠大應(yīng)變行為的本構(gòu)方程

1.6萬字 37頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目 錄
第一章 緒論.............................................................................6
1.1橡膠材料..........................................................................................6
1.1.1定義...............................................................................................6
1.1.2主要特性.......................................................................................6
1.1.3分類...............................................................................................7
1.2橡膠本構(gòu)方程..................................................................................8
1.2.1連續(xù)介質(zhì)唯象學(xué)方法...................................................................8
1.2.2統(tǒng)計熱力學(xué)理論...........................................................................9
1.2.3粘彈性模型..................................................................................11
1.3橡膠的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶.....................................................................12
1.3.1 應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶的熱力學(xué)理論.....................................................12
1.3.2純橡膠的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶..............................................................13
1.3.3增強(qiáng)橡膠應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶的研究..................................................14
1.3.3.1炭黑、白炭黑增強(qiáng)橡膠...........................................................14
1.3.3.2納米黏土(納米片層)增強(qiáng)橡膠.................................................16
第二章 實(shí)驗(yàn)部分.....................................................................19
2.1實(shí)驗(yàn)部分..........................................................................................19
2.1.1實(shí)驗(yàn)原料.......................................................................................19
2.1.2 橡膠材料的制備..........................................................................19
2.2測試與表征......................................................................................20
2.2.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線測試......................................................................20
2.2.2同步輻射二維廣角x射線衍射...................................................20
第三章 描述天然橡膠大應(yīng)變行為的本構(gòu)方程研究..............21
3.1 拉伸誘導(dǎo)橡膠微觀結(jié)構(gòu)的變化......................................................21
3.2 大應(yīng)變本構(gòu)方程的建立..................................................................22
3.2.1 可滑移纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)...........................................................................22
3.2.2 拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶...............................................................................24
3.2.3 本構(gòu)方程的擬合...........................................................................30
結(jié)論............................................................................................33
致謝............................................................................................34
參考文獻(xiàn)....................................................................................35



摘要 橡膠材料的本構(gòu)模型很多，如唯像學(xué)本構(gòu)模型、分子統(tǒng)計學(xué)本構(gòu)模型、超粘彈性本構(gòu)模型等。天然橡膠在不同的應(yīng)變條件下其微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生不同的變化，同時其應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系也會發(fā)生相應(yīng)的變化。遺憾的是，到目前為止并沒有出現(xiàn)一個能夠同時反映天然橡膠在各個不同應(yīng)變階段發(fā)生的不同微觀結(jié)構(gòu)演變的本構(gòu)關(guān)系。本論文建立了一種新的可以描述天然橡膠在大應(yīng)變范圍內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系的本構(gòu)方程，具有很重要的工程意義。在建立本構(gòu)方程過程中，我們同時考慮了橡膠網(wǎng)絡(luò)不均勻性、化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)、纏結(jié)點(diǎn)以及應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶現(xiàn)象對橡膠應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的貢獻(xiàn)，最終成功地建立了可以描述橡膠大應(yīng)變行為的本構(gòu)方程。在我們建立的本構(gòu)方程中包含橡膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過使用本構(gòu)方程對應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合，得到這些參數(shù)的具體的值。通過這些參數(shù)的值可以反映橡膠的微觀結(jié)構(gòu)特征以及在拉伸過程中其微觀結(jié)構(gòu)變化。

關(guān)鍵詞:天然橡膠；本構(gòu)方程；網(wǎng)絡(luò)不均勻性；纏結(jié)；應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶