Нелинейные механические свойства резин и резинокордных композитов и работоспособность деталей шин (1090180), страница 28

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 28)

раздел 3.6). Это обстоятельствоприводит к реализации разных НДС в текстильных и металлокордныхобразцах при указанных выше значениях угла. При значениях угла  от 0до 54 градусов на нить корда при растяжении ОКН действуетрастягивающая сила, поэтому в этом случае НДС текстильного иметаллокордного образцов близки. Приведенные рассуждения необходимоучитывать при интерпретации результатов испытаний ОКН.Заготовку образцов производят либо с помощью специальногоприспособления типа «гильотина», либо штанцевым ножом.Угол  определяют с точностью 0.5 градуса.Для определения вида функции распределения результатовиспытания и ее моментов, коэффициента вариации, числа образцов,необходимых для получения измеряемых величин с требуемой точностьюпри заданной доверительной вероятности в соответствии с требованиямистатистики можно воспользоваться любой из компьютерных версий,например, пакетом Excel.

Нами была написана собственная программа наязыке Фортран (в конце 80-х годов прошлого века средства Microsoft былине слишком доступны). Вид подходящей функции распределенияопределяли по критерию согласия (2) [274, 275].Усталостные испытания с целью определения числа циклов доразрушения N проводили на машинах МРС-2 и УР-500 отечественного185производства. Первая из них оснащена температурной камерой дляиспытаний при температурах от комнатной до 100оС.Испытания проводили в синусоидальном режиме нагружения причастоте 300 об/мин.

Статическую составляющую цикла задавали равнойнулю. С этой целью через время, определенное методикой испытаний,выбирали петлю, образовавшуюся из остаточной деформации наначальной стадии испытаний.Каждую усталостную кривую строили, как правило, по четыремточкам. Точки отличались величиной деформации. Одна из них лежала наоси абсцисс, т.к. представляла результаты прочностных испытаний и ееусталостная выносливость принималась равной одному циклу.

Каждаяточка представляла собой среднее значение по 18 - 24 образцам. Т.о.,каждая усталостная кривая построена по результатам испытаний до 100образцов.Результаты усталостных испытаний представляли в трех режимах:заданных деформаций , заданных напряжений  и заданной плотностиэнергии цикла W: (lgN - lg), (lgN - lg), (lgN - lgW). Первый из этихрежимов строили непосредственно, используя результаты испытаний.Режим заданных напряжений строили с использованием кривойрастяжения ОКН, откладывая по оси абсцисс те значения напряжения,которые соответствовали величине деформации, относящейся к даннойходимости N.

Режим заданных плотностей энергии деформации Wстроили, откладывая по оси абсцисс величину W, полученнуюинтегрированием кривой растяжения до величины деформации,относящейся к данной ходимости N.Заметим, что тремя описанными режимами не ограничивается всемногообразие возможных режимов, в которых может работатьисследуемая деталь шины или любого другого РТИ. В процессе реальногонагружения не запрещается сохранение любой функции от , , W.

Строгоговоря, вид режима известен весьма приближенно, поэтому наиболееправильным было бы сравнивать разные материалы именно в том НДС,которое реализуется в каждом конкретном случае. Вид этого НДС можноузнать расчетными или экспериментальными методами.186Логарифмические координаты использовали для удобства, т.к.величина усталостной выносливости N меняется на несколько порядков.Аналогичным образом строятся т.н. кривые Веллера [4], однако тампринято по оси абсцисс откладывать величину усталостной выносливости,а по оси ординат – значение фактора, определяющего величинуусталостной выносливости. Нам кажется, что способ, используемый вработах по изучению свойств резин [171, 173, 176] и принятый нами, болеепредпочтителен по той простой причине, что в математике, физике идругих естественных науках принято аргумент (независимую переменную)откладывать по оси абсцисс, а функцию – по оси ординат.

Мы не видимоснований нарушать общепринятую традицию. Кроме того, понятиепредела усталостной выносливости, пришедшее из механики малыхлинейных деформаций, мало пригодно для резины, подверженной разнымвидам старения в большей степени, чем стальная деталь. Именно наличиеэтого предела, изображаемого прямой, параллельной оси N, и послужилопричиной появления кривых Веллера в таком виде, какие они есть.Отметим, что в справочнике [274] усталостные кривые построены в виде,принятом нами.За результат испытаний каждого образца принимали время, закоторое образец делился на две части. Одновременно на одну машинуустанавливали до 24 образцов, что позволяло в 24 раза по сравнению состандартной методикой [176] увеличивать производительность иуменьшать время испытаний.

Для сравнения, в методе [176] на однумашину УР-500 устанавливается один образец.Для осуществления неизотермической вулканизации использоваливулканизационно - испытательный комплекс «ТЕМП-1», предназначенныйдля воспроизведения произвольных температурных режимов вулканизациина резиновых и резинокордных лабораторных образцах в виде пластин.Комплекс «ТЕМП-1» включает в себя «ПРЕСС-8В» - вулканизационныйпресс с возможностью воспроизведения регулируемого неизотермическогорежима вулканизации резиновых и резинокордных образцов, и «ПРЕСС8И» - аналогичный вулканизационный пресс, снабженный автоматическойразрывной машиной.

Комплекс имеет компьютерное управление.187Температурный режим вулканизации (зависимость температуры отвремени), предварительно измеренный в требуемой точке резинокордногоизделия (например, шины) в реальных условиях его вулканизации, вводятв память управляющего компьютера. При работе пресса неизотермический(в общем случае) температурный режим воспроизводится с точностью1С во всех восьми пресс-формах, в каждую из которых заложенырезиновые или резинокордные образцы. После окончания процессавулканизации или в любой требуемый момент времени образцыизвлекаются из пресс-форм для дальнейших испытаний (ПРЕСС-8В) илинепосредственно после вулканизации подвергаются растяжению вавтоматическом режиме с постоянной скоростью до разрушения (ПРЕСС8И).

В момент испытания образцов (ПРЕСС-8И), образцы обдуваютсягорячим воздухом с температурой, равной температуре пресс-формы. Вбанкданныхуправляющегокомпьютеразаносятсязначениятемпературного режима вулканизации, а также значения нагрузок идеформаций на всем участке растяжения (до 128 точек). В данной работеиспользовали ПРЕСС -8В.Технические характеристики ПРЕСС-8В: Количество пресс-форм, шт.8 Регулируемая температура, Сот 35 до 200 Максимальная скорость нагрева , С / мин.20 Точность регулирования температуры, С1 Давление вулканизации, МПадо 3,5 Размер вулканизуемых пластин, мм170704.2 Результаты прочностных испытаний (растяжение с постояннойскоростью до разделения на части)Рассмотрим результаты прочностных испытаний. Эти результатыбудут относиться к ОКН на основе текстильных и металлических кордов,испытанных в разных НДС, при разных температурах, свулканизованных вразных режимах, а также подвергнутых старению.188Неизотермическая вулканизация.Какбылоуказановлитературномобзоре,процессунеизотермической вулканизации уделяется довольно большое внимание.Однако определение механических свойств резин и резинокордныхкомпозитов в процессе неизотермической вулканизации расчетнымиметодами остается довольно сложной задачей.

По этой причине оценкумеханических свойств резинокордных композитов, исследуемых в даннойработе, проводили путем непосредственного воспроизведения «реального»режима вулканизации на установке «ПРЕСС-8В».Для испытаний был выбран резинокордный композит на основеметаллического корда 10Л22/15 и резиновой смеси 2э-2560 (таблица 4.1.1).Испытываемые образцы ОКН вырезали из резинокордного полотнапод углом  =30. По предварительным данным, при этом значении угланапряженно-деформированное состояние образца должно соответствоватьНДС шины в точке каркаса в зоне кромок брекера.

Выбор металлокордаобусловлен требованием максимальной скорости прогрева образца, чтобыисключить влияние инерционности на формирование свойств приразличных температурах.Вулканизацию образцов проводили в трех различных температурныхрежимах:1) Т=155С,  = 15 мин;2) Т=175С,  = 4 мин;3) Т=Т().В качестве неизотермического режима (Т=Т()) был взят реальныйтемпературный режим вулканизации шины 165/70 R13 модели Ex-85,полученный в результате замера температуры в процессе вулканизациишины. Реальный температурный режим представлен в таблице 4.2.1 Двадругих режима были получены путем пересчета по методу эквивалентныхвремен вулканизации для двух различных температур 155С и 175С.Таблица 4.2.1 Реальный температурный режим вулканизации Т=Т() шины165/70 R13 модели Ех 85., минТ, С, минТ, С, минТ, С, минТ, С18902345668911513114067810111481541591631681213141516171173175175175Охлаждение171752116531120Полученные образцы были подвергнуты прочностным иусталостным испытаниям методами, кратко описанными в разделе 4.1.На рис.

4.2.1 и в таблице 4.2.2 представлены результаты упругопрочностных испытаний полученных образцов.В таблице 4.2.3 представлены данные по статистической обработкеэкспериментальных данных. Из этой таблицы видно, что испытание 18образцов позволяет определять искомую величину с точностью около10%.Таблица 4.2.2 Показатели упруго-прочностных свойств ОКН (резина 2э2560,корд 10л 22/15), свулканизованных в разных температурных режимахРежимвулканизации155,15 мин175,4 минТ=Т()10%,МПа1.141.080.9120%,МПа1.901.691.4430%,МПа2.832.391.9840%,МПа4.033.282.5950%,МПа5.414.393.28р,МПа8.108.576.79р,%72.093.098Таблица 4.2.3 Статистическая обработка результатов упруго-прочностныхиспытаний ОКН (резина 2э2560, корд 10л 22/15), вулканизованных в разныхтемпературных режимах155С, 15 минПоказа- Кол-воВидтельобразФРцов18Норм.10%18Норм.20%18Норм.30%18Норм.40%18Норм.50%18*Л.-Н.рр18Крит.

Матем. Средне- Коэф. Относ.согла- ожидан. квадр. вариац. отклон.сияотклон.%%0.3781.140.23420.589.5070.2551.900.29115.297.0640.1302.850.35312.395.7240.1764.030.51112.695.8630.2435.410.63311.705.4050.3878.130.3344.063.592-3.469Норм.

Характеристики

Список файлов диссертации