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橡胶动态生热数值模拟与实验研究

Numerical Simulation and Experimental Study on Dynamic Heat Build-up of Rubber

作     者:王新宇 王伟 Xin-yu Wang;Wei Wang

作者机构:青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东省橡塑材料与工程重点实验室青岛266042 

出 版 物:《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期:2021年第52卷第7期

页      面:797-805,I0005页

核心收录:

学科分类:08[工学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 080502[工学-材料学] 

基  金:山东省自然科学基金(基金号ZR2018MEM022) 国家自然科学基金(基金号21274072)资助项目 

主  题:橡胶动态生热 时温等效原理 数值模拟 黏弹性模型 

摘      要:为提高橡胶动态生热数值模拟的计算精度,基于时温等效原理给出了一种同时考虑温度和应变率来确定拉伸测试条件的方法,它可同时满足设备测试条件和制品使用工况.此外,为获得更准确的超弹性本构方程参数,采用了一种用应力松弛实验得到橡胶完全松弛状态下的一组应力来拟合黏弹性算法中超弹性部分的方法.采用上述测试方法并借助ABAQUS软件建立橡胶圆柱的动态生热有限元模型,在考虑温度、应变率和动应变幅值对橡胶力学性能影响的基础上,本研究用基于损耗角正切和超弹性模型的生热计算方法和基于频域Prony级数的黏弹性生热计算方法分别计算了橡胶圆柱的压缩生热.结果表明,2种方法计算的温升均与压缩生热实验结果吻合较好,但黏弹性算法精度更高,预测的升温历程与实验结果吻合很好,更好地描述了橡胶滞后生热现象,从而验证了本文提出的确定材料测试条件方法的正确性.

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