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TPV的细观力学数值模拟研究EPDM橡胶硫化工艺的数值模拟研究

苏江  
【摘要】:常温下,弹性体TPV(EPDM/PP)力学特性表现为EPDM橡胶的超弹性,已经广泛地使用在汽车密封,电缆绝缘和体育器材等领域。通过探究细观结构与宏观力学性能的定量关系,就可以改变弹性体TPV的细观结构,优化设计出符合相关力学性能要求的弹性体TPV。厚橡胶制品的最后一道工艺为硫化,硫化的效果影响其制品的综合性能。因此,本文的主要工作如下: 1通过构建弹性体TPV的位错因子RVE,单胞RVE和随机分布RVE,讨论弹性体TPV细观结构对杨氏模量影响,包括:分散相橡胶含量,橡胶粒径,橡胶粒子形状,橡胶粒子聚集程度和界面。并把有限元数值计算杨氏模量与混合模量和Halpine-Tsai方程细观模型结果进行比较。数值模拟结果表明:EPDM粒子取向角度并不明显地影响TPV的杨氏模量。圆形粒子,较小位错因子,粒子高聚集程度和大粒径所对应的TPV杨氏模量值最小。高含量橡胶组成的弹性体TPV杨氏弹性模量最小,其值介于混合模量和Halpine-Tsai方程细观理论结果之间,并提出了预测与分散相橡胶含量相关的弹性体TPV杨氏模量的公式。 2通过构建厚EPDM制品的硫化数值模拟有限元模型,该模型中应用生热子函数HETVAL来计算EPDM硫化放热量,分析了厚EPDM橡胶制品在硫化过程中的各种参数历程图和分布图,包括:温度,硫化程度,等效硫化程度。并结合等效硫化程度和硫化程度工艺参数,优化厚EPDM制品的硫化工艺过程。


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