文档详情

橡胶复合材料裂纹扩展的研究进展.pdf

发布:2017-05-26约1.56万字共6页下载文档
文本预览下载声明
第 30卷 第 5期 特 种 橡 胶 制 品 Vo1.30 No.5 2009年 1O月 SpecialPurposeRubberProducts October2009 橡胶复合材料裂纹扩展的研究进展 吴晓辉 ‘,何少剑 ‘,冯一平 ‘,张立群 (1.北京化工大学 北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室 ,北京 10O029; 2.北京化工大学 教育部纳米材料制备与应用科学重点实验室 ,北京 100029) 摘 要 :叙述 了橡胶复合材料在静态载荷和动态疲劳下的裂纹扩展 的研究方法 ,评价 了橡胶复合材料裂纹扩 展规律 ,重点总结了拉伸试样的侧向裂纹偏转 ,撕裂试样的多节裂纹撕裂和疲劳试样的裂纹增长特性。 关键词 :橡胶复合材料 ;裂纹扩展 ;拉伸 ;撕裂 ;疲劳 中图分类号:TQ33o.1 2 文献标识码 :A 文章编号 :1005—4030(2009)05—005O—O6 裂纹产生与扩展学说是一种重要的材料破坏 1 橡胶复合材料拉伸试样的裂纹扩展行为 学说。所有固体 ,包括硫化橡胶 ,都必然含有分布 于各处的不同形状和大小 的缺陷,同时在应力或 拉伸试样通常分为无预割口试样和有预割口 环境作用下也会产生新的缺陷。这些固有缺陷和 试样。无预割 口试样按照 GB/T528—1999国家标 新产生缺陷在应力的继续作用下,发生扩展导致 准进行强度测量。有预割 口试样是在条形试样上 破坏 ,也就是常说 的裂纹 引发与扩展 。裂纹的产 割个小割 口,这样可以避免天然缺陷带来的影响。 生和扩展是影响橡胶复合材料强度 的关键因素。 1.1 无预割 口拉伸试样的裂纹扩展行为 橡胶材料内的缺陷可能来 自于混炼过程中混入的 拉伸强度是最常见的评估强度的实验测试方 杂质 ,也可能来 自于成型与交联过程中产生的微 法。当试样受力拉伸 时,裂纹扩展从预先存在的 孔以及切割和模压边缘造成的粗糙部分。由于应 缺陷处发生 。Mazic等人[2研究 了试样厚度对橡 用的橡胶常常是一种多相多组分复合体系,因此 , 胶材料断裂性能的影响。研究表 明,厚度的影响 这种缺陷也可能来 自于有机 /有机相和有机 /无机 与裂纹尖端粗糙度有关 。裂纹扩展 中,断裂表面 相薄弓弓的界面。合成橡胶过程中产生的凝胶粒也 保持平滑时,裂纹扩展率很少依赖于试样厚度。 可能成为缺陷点。当固体整体受力时,位于这些 当出现粗糙裂纹或粘滑裂纹时,厚度将影响实验 缺陷端部的局部应力能增大到平均施加应力的许 结果。同样能量释放率情况下 ,薄试样的裂纹扩 多倍。一般情况下 ,会有一处缺陷所受 的应力达 展率要 比厚试样的大一个数量级 。Lake等人[3 到极大程度,破坏就从这里开始[1]。因此裂纹 的 研究了拉伸速率对橡胶材料断裂性能的影响。研 产生和扩展是影响橡胶复合材料强度 的关键 因 究指出,对于非结晶橡胶 ,断裂功随着拉伸速率的 素。尽管如此 ,研究裂纹的引发和扩展并不是一 变化而变化 ,这和裂纹扩展的时间依赖性有关 ;对 件容易的事情 ,其结果常常依赖于研究方法 。考 于结晶橡胶 ,不存在时间依赖性扩展,同样,断裂 虑到国内橡胶界在这一领域研究工作 的缺乏,作 功也与拉伸速率无关 。Thomas等人[4]研究了取 者重点总结了拉伸试样的侧 向裂纹偏转 ,撕裂试 向与结晶对橡胶材料断裂性能的影响。研究指 样的多节裂纹撕裂和疲劳试样 的裂纹增长特性 , 出,天然橡胶硫化胶具有高的拉伸强度和抗裂纹 期望能够对其他研究人员有所裨益。
显示全部
相似文档