Нелинейные механические свойства резин и резинокордных композитов и работоспособность деталей шин (1090180), страница 42

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

Текст из файла (страница 42)

Этот разделпонадобился по той причине, что имеется большое число публикаций, гдеупругие потенциалы строятся по только по результатам одноосногонагружения.В шестом и седьмом разделах представлен экспериментальнорасчетный метод определения плотности энергии деформации взависимости от инвариантов тензора деформации. Разработаноспециальное приспособление, позволяющее проводить испытания наобычных разрывных машинах. Изложены алгоритмы и их программнаяреализация для описания НДС резины в данном приспособлении, а такжедля нахождения значений констант в выражениях для упругихпотенциалов.

Разработанный метод использован для описания свойствбрекерной резины. Проверены возможности большого числа известныхпотенциалов. Показано, что предложенные в данной работе потенциалынаилучшим образом согласуются с экспериментом.В качестве примера применения полученных результатов в восьмомразделе решена задача Ламе для толстостенной сферической оболочки дляслучая больших деформаций и построенных упругих потенциалов.273Общим итогом главы можно назвать создание достаточно надежногометода описания квазиупругих свойств наполненных резин с требуемойвысокой точностью.Третья глава посвящена моделированию и математическомуописанию реальных условий нагружения и свойств резинокордныхкомпозитов с учетом свойств резин, полученных в предыдущей главе.Для расчетного и экспериментального изучения свойств РККпредложен образец типа ОКН (образец с косой нитью), представляющийсобой прямоугольный фрагмент резинокордного слоя.

Описано НДСрезины между нитями корда в образце в предположении однородностидеформированиярезинымеждунитямикорда.Приведеныэкспериментальныедоказательстваналичиявысокойстепениоднородности. Записаны соотношения, позволяющие по свойствам резиныи параметрам резинокордного слоя рассчитать упругие (точнее,квазиупругие) свойства этого слоя, или, что то же самое, свойства ОКН.Записаны соотношения, позволяющие по результатам тензометрическихили иных экспериментальных измерений деформации в шинерассчитывать параметры ОКН, при которых резина между нитями корда вОКН будет находиться в том же НДС, что и резина между нитями корда вшине. Разработаны программы для построения кривых растяжения ОКН.Приведены результаты испытаний ОКН (растяжение с постоянноймалой скоростью) и результаты расчетов.

Показано, что экспериментхорошо описывается теорией только для потенциалов, построенных впредыдущей главе.Записаны соотношения для описания деформирования ОКН с учетомконечной жесткости нитей корда. Показано, что это существенно для РККна основе текстильных кордов.

Получено, что большую роль играет учетпоперечной жесткости нитей корда.В четвертой главе приведены результаты прочностных иусталостных испытаний резинокордных образцов типа ОКН. Показано, чторанжирование РКК по результатам испытаний в статике (прочность прирастяжении с постоянной скоростью) и усталостных испытаний(многократное циклическое утомление) не совпадает.

Более того,274результаты испытаний и ранжирование существенно зависят отконкретного НДС в резине между нитями корда, которое задается угломориентации нитей к оси растяжения ОКН. Результаты также зависят отрежима усталостных испытаний – заданные деформации, напряжения илиплотность энергии деформации. Существенно, что на результаты влияетрежим вулканизации – изотермический или неизотермический, даже еслиоба режима эквивалентны.Получено, что при прочностных испытаниях граница разрушенияпроходит по поверхности корда или по адгезионным слоям.

Этот выводсправедлив для всех типов испытанных резин и кордов, для всех видовНДС, для разных режимов вулканизации и условий старения. Исключениеодно – каркас шин Мишлен, где даже в статике разрушение шло по резине(см. раздел 5.5).При усталостных испытаниях с большой базой утомленияразрушение проходило по резине и имело вид рваного раздира во всехисследованных материалах.Дано объяснение характеру разрушения с позиций механикидеформирования и разрушения.

Полученные результаты позволяютвыявлять слабое место РКК. Например, часто следует улучшать свойстварезины, а не границы «корд-резина».Основной вывод по главе: поведение РКК в шине следует оцениватьпо результатам усталостных испытаний, при этом условия испытанийдолжны соответствовать реальным «шинным» условиям.В пятой главе предложена концепция прогнозированияработоспособности шин на стадии их проектирования, учитывающаяполученные в диссертации результаты.Уточнено целевое назначение лабораторных испытаний.

Изложеныконцептуальные вопросы технологического обеспечения качества,записаны выражения для полиномиальных статистических моделей связипараметров технологического процесса с показателями качества готовогоизделия. Предложен вид целевой функции, минимизация которойпозволяет найти оптимальные характеристики разрабатываемой шины итребуемые параметры технологического процесса. Внесены дополнения и275уточнения в структуру вычислительных средств и моделей для учетанелинейных свойств резины и РКК.В заключительной части главы приведены результаты примененияразвитойметодологиидляпрогнозированиявэксплуатацииработоспособности шин и сформулированы основные нерешенные задачи.Кратко изложенные результаты работы позволяют заключить, чтопоставленные в диссертации цели, в основном, достигнуты.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ1. Выведено выражение для упругого потенциала несжимаемого тела приконечных деформациях, сохраняющего изотропность вдеформированном состоянии.2.

Предложен расчетный метод построения упругих потенциалов длярезин, наполненных активным наполнителем, с учетом существеннойнелинейности деформационной зависимости модуля в областидеформаций от 0 до 50%. Выведены выражения для пяти потенциалов.3. Предложен расчетно-экспериментальный метод определения упругихсвойств резин в произвольном НДС. Получены оценки точностипредложенных и большинства известных выражений в области рабочихдеформаций шин и РТИ.

Показано, что все предложенные и лишьнебольшое число известных потенциалов может быть использовано дляпрогнозирования НДС резин, наполненных активным наполнителем.4. Предложен новый вид резинокордного образца – образец с косой нитью(ОКН) - для моделирования НДС резинокордных деталей шин и РТИ вусловиях статических, динамических и усталостных испытаний.Разработан расчетный метод определения параметров ОКН длявоспроизведения реального НДС, возникающего в деталях шины при ееэксплуатации.5. Проведены упруго-прочностные и усталостные испытания ОКН наоснове большинства используемых резин и кордов.

Показано, что видНДС оказывает существенное влияние на упруго-прочностные иусталостные свойства образцов. Это обстоятельство следует учитывать276при определении усталостной выносливости материалов, используемыхдля производства резинокордных деталей шин.6. Показано, что результаты прочностных испытаний не соответствуютрезультатам усталостных испытаний и для оценки показателеймеханических свойств РКК при разработке новых рецептур резин итипов кордов, а также при создании новых конструкций шин следуетпроводить определение усталостной выносливости РКК с учетомусловий изготовления и эксплуатации шины.7. Обосновано теоретически и показано экспериментально, что в условияхусталостного нагружения разрушение ОКН происходитпреимущественно по резине, а в статических - по границе «кордрезина».

Полученный результат позволяет указать на слабое месторезинокордного композита в конкретных условиях его нагружения.8. Выведены соотношения, описывающие поперечную деформируемостьнити текстильного корда. Предложены модели, позволяющие учитыватьдеформируемость нити при расчете НДС резины между нитями корда.9. Проведено сопоставление результатов испытаний резинокордныхобразцов с результатами стендовых испытаний шин. Показанодостаточно хорошее соответствие результатов лабораторных испытанийобразцов с результатами испытания шин на стенде.10.Развит и практически реализован подход к определению усталостныххарактеристик РКК с учетом условий вулканизации и нагружения шины,который позволяет прогнозировать работоспособность резинокордныхдеталей шины на основе лабораторных испытаний резинокордныхобразцов.11.Предложена усовершенствованная концепция разработкиоптимизированной шины на стадии проектирования.277Список публикаций автора по теме диссертации(выделены основные)1.

Згаевский В.Э., Гамлицкий Ю.А. Вычисление упругих постоянныхполимеров, наполненных жесткими частицами двух сортов по размерам.Депонировано ВИНИТИ, 1973, N 5427-73 Деп. 32 с.2. Присс Л.С., Гамлицкий Ю.А. О механизме изменения конформацийполимерных цепей. ДАН СССР, 1982, т. 266, N 2, с. 406-4083. Присс Л.С., Гамлицкий Ю.А.

Механизм конформационныхперестроек в полимерных цепях. ВМС, 1983, т. 25А, N 6, с. 1316-13234. Гамлицкий Ю.А., Павлова И.П. Температурно-временное приведениевязкоупругих характеристик полимеров с помощью ЭВМ В кн.: Тезисыдокладов 13 Всесоюзного симпозиума по реологии. Волгоград, 1984, с.17-185. Бойко Е.В., Болотов В.С., Вишняков И.И., Гамлицкий Ю.А. Аппаратураи приборы для научных исследований (по материалам 3 Международнойвыставки «Наука – 83») Промышленность синтетического каучука, шини резиновых технических изделий, 1984, N6, с.

34-386. Бойко Е.В., Болотов В.С., Вишняков И.И., Гамлицкий Ю.А. Аппаратуралабораторного и производственного контроля материалов, изделий ипроцессов производства (по материалам 3 Международной выставки«Наука – 83» Промышленность синтетического каучука, шин ирезиновых технических изделий, 1984, N 10, с. 34-387. Бойко Е.В., Болотов В.С., Вишняков И.И., Гамлицкий Ю.А., НикитинВ.В. О Международной выставке «Наука-83» в Москве (по материаламзарубежных фирм) Шинная промышленность (экспресс- информация)ЦНИИТЭ нефтехим, Москва, 1984, N 3, с. 19-328. Гамлицкий Ю.А. Математическое моделирование полимерных систем:возможные приложения к резинам. Отраслевая научно-техническаяконференция «Научные основы и пути создания шин и технологии ихпроизводства уровня 2000 года».

Характеристики

Список файлов диссертации