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《东北大学》 2010年
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循环载荷下橡胶复合材料温升的有限元分析

刘小坡  
【摘要】:橡胶复合材料在生活和工程中都有极为广泛的应用,具有低刚度、高弹性的特点,还具有不可忽视的黏弹性能。橡胶复合材料黏弹滞后生热是复合材料疲劳破坏的重要影响因素,直接关系到橡胶制品的使用寿命和结构性能。因此,了解橡胶复合材料的生热性能、分析橡胶复合材料在循环载荷下温升的一般规律对提高橡胶复合材料的性能和寿命有着至关重要的作用。很多资料和文献中,对橡胶复合材料的研究并没有做到从疲劳本质出发对疲劳现象进行恰如其分的描述。深入研究其疲劳过程中的温升规律,对于结构抗疲劳设计以及疲劳寿命预报模型的建立具有重要意义。 论文采用有限单元方法建立得到二维有限元分析模型,在ANSYS软件中编写了橡胶复合材料循环载荷下温度场数值模拟程序,得到在周期载荷作用下橡胶复合材料温升的一般规律。分析了加载幅值、加载频率对基体滞回曲线的影响,研究表明二者对滞回曲线影响较大;研究环境温度、橡胶导热系数对温升的影响,并拟合出循环载荷下橡胶复合材料最高温升与环境温度变化的关系曲线;进行了帘线断裂时橡胶复合材料温度场模拟,计算得出随着帘线断裂数目的增加,温升升高很明显;模拟分析考虑滞后生热的温度场与滞后生热的同时考虑帘线脱粘滑移摩擦生热的温度场,并将两种模拟结果进行比较,结果表明脱粘摩擦生热较小。从而为橡胶复合材料的性能研究和橡胶制品及结构设计提供参考依据。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB332

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