轨道交通锥型橡胶弹簧力学性能试验设计及研究

针对轨道交通锥型橡胶弹簧刚度和疲劳试验,分析橡胶弹簧结构及试验标准,设计新型的橡胶弹簧垂向性能、横向性能和疲劳试验方案,研究疲劳次数对垂向刚度、压缩高、横向刚度的影响以及不同压缩载荷对不同橡胶层应变的影响。结果表明:试验设计满足试验要求,1000万次疲劳试验后,该结构橡胶弹簧垂向刚度减小2.5%、压缩高下降2.56%、横向刚度减小6.7%;垂向分别加载16 kN和28.5 kN工况下,橡胶弹簧第1层和第2层橡胶的应变值基本一致,达到等应变设计目的。

天然橡胶中蛋白质的酰胺Ⅲ带二级结构及其热变性

采用中红外(MIR)光谱对天然橡胶中蛋白质酰胺Ⅲ带的二级结构及其热变性进行了研究。变温去卷积MIR光谱结果表明,酰胺Ⅲ带二级结构在293~393 K的温度范围内升温时,无规则卷曲、β-折叠、α-螺旋及β-转角二级结构的红外吸收峰强度降低。二维MIR光谱结果表明,酰胺Ⅲ带二级结构对热的敏感程度存在较大差异,其中无规则卷曲二级结构最先改变。热扰动因素下,无规则卷曲二级结构改变是整个酰胺Ⅲ带二级结构改变的关键步骤。

硫化胶直角撕裂性能评价新方法

采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对现行橡胶测试样条无割口直角形撕裂强度评价方法进行优化,首先通过仿真软件对橡胶测试样条不同夹持距离直角口处的撕裂能进行数值模拟,然后将先进视频引伸计与数字图像相关分析软件联用以获得测试样条的撕裂应变分布云图及多位置应变随时间的变化曲线,提出了结合应变分布云图和撕裂强度修正值综合评价胶料无割口直角撕裂性能的新方法,通过纯天然橡胶、天然橡胶/合成橡胶共混胶撕裂强度测试验证了该方法的适用性。结果表明,当测试样条其他参数相同、夹持距离不同时,其非有效测试区域的拉伸程度不同,直角口处撕裂能也不同,增加了测试结果的波动性。较之于现行标准,采用撕裂强度修正值可以减小平行测试结果的变异系数,其测试结果与胶料中炭黑分散度呈正相关。

橡胶压缩永久变形测定不确定度分析与评定

依据ISO 815-1:2008对三元乙丙橡胶密封材料的压缩永久变形进行了测试,分析了测量重复性、试验设备、测量工具等因素引入的不确定度,量化了各分量的标准不确定度,计算了合成标准不确定度和扩展不确定度。不确定度分析及评定结果显示,压缩永久变形测定结果不确定度的主要分量为测量重复性引入的不确定度;当三元乙丙橡胶压缩永久变形为28%时,扩展不确定度为3.2%(置信水平P=95%,包含因子k=2)。

TBR轮胎胎体帘线稀并线原因分析与对策

分析TBR轮胎胎体帘布稀并线异常的产生原因,并提出相应解决方案。胶料流动性、工艺工装磨损、帘布渗胶质量、压延张力波动、胶部件接头缺陷、帘布局部拉伸等因素均会造成胎体帘线间距排列异常,通过优化混炼工艺、工艺工装精细管理、提升帘布渗胶质量、稳定钢丝压延张力、严控压延机积胶均一性与部件接头质量等措施,可有效解决胎体稀并线异常问题。

硅橡胶力学性能的统计学分析研究

选择了两种牌号的硅橡胶HCR345U和HCR9170M进行了共混研究,并对其力学性能进行了详细的统计学研究,对其“过程能力”进行了统计学分析。结果表明,当硅橡胶混炼胶的测试温度升高时,体系的硫化速率(k)增大;焦烧时间(T_(10))缩短;正硫化时间(T_(90))缩短,且正硫化时间(T_(90))随温度每升高10℃缩短了大约50%。胶料的硬度、压缩永久变形、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度性能稳定、可靠,均满足指标MAS6602的要求。经统计学计算,硬度、压缩永久变形、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度的过程能力指数(C_(pk))分别为4.43,10.49,1.41,1.36和1.09,均大于1,这表明硅橡胶的力学性能稳定、可靠。

空气/氮气温控介质在轮胎热机械性能测试中的探讨研究

DMA+1000动态力学分析仪广泛应用于热塑性与热固性塑料、橡胶等领域,主要用来测量黏弹性材料的力学性能与时间、温度或频率之间的关系,从而获得材料结构与分子运动的信息。测试模式主要有温度扫描、应力/应变扫描、蠕变/松弛扫描等模式,本项目首先在温度扫描的模式下,测试温度范围-40~70℃,最大力10 N,频率10 Hz,升温速率:2℃/min,静应变7%,动态应变0.25%,通过在室温(T_(0))以上把温控介质由液氮转换为空气,研究更换介质对0℃时的tanδ值、胶料的玻璃化转变温度Tg值以及60℃时的tanδ值尤其是60℃时的tanδ值的影响,研究得出更换介质对这三个值的影响范围均在统计学误差允许范围之内。另外,对介质切换的切换温度进行研究分析,通过对在T=T_(0)+3,T=T_(0)+5,T=T_(0)+8,T=T_(0)+10四个温度下进行空气切换研究得出在T=T_(0)+8进行空气的切换得出的试验曲线稳定性较好。

双酰肼类材料CSC920在全钢载重子午线轮胎基部胶中的应用

研究双酰肼类材料CSC920(简称CSC920)对全钢载重子午线轮胎基部胶性能的影响。结果表明:CSC920对天然橡胶有较好的改性效果,能显著加快胶料的硫化反应速度,增大胶料的门尼粘度;加入CSC920后,基部胶的定伸应力、拉伸强度和弹性均有所提升,滚动阻力和生热明显降低;混炼过程中,CSC920在氧化锌之前加入,基部胶的物理性能较好,压缩生热明显降低,CSC920在氧化锌之后加入,可以起到抗硫化返原作用,基部胶的物理性能有所改善,但降低生热效果不明显。

医用胶带结构及热变性研究

采用中红外(MIR)光谱和变温中红外(TD-MIR)光谱,对医用胶带(包括基材及胶粘剂)的结构及热变性进行了研究。结果表明:基材结构的红外吸收模式主要包括νasCH2-基材结构、νsCH2-基材结构、νC=O-基材结构、δCH2-基材结构、δsCH3-基材结构和ρCH2-基材结构,基材的主要化学结构为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;胶粘剂结构的红外吸收模式包括νasCH3-胶粘剂结构、νasCH2-胶粘剂结构、νsCH3-胶粘剂结构、νC=O胶粘剂结构、δasCH3-胶粘剂结构、δsCH3-胶粘剂结构、νasC-O-C-胶粘剂结构和νsC-O-C-胶粘剂结构,胶粘剂的主要化学结构为聚甲基丙烯酸甲酯。随着测定温度的升高,基材及胶粘剂结构主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。

“互联网+”轮胎质量管控系统设计

针对传统质量管理手段中存在的问题,利用现代化互联网技术,设计了“互联网+”轮胎质量管控系统,该系统针对每类生产线制品的特点和工艺标准,采用了不同形式的在线检测方法,实现了制品的全检,并通过与各个机台制造过程的设备参数、工艺参数、环境参数、人员情况等数据的互联互通,实现质量的全面管理,大大降低了不合格制品流出风险,减员增效的同时有效提高了制品质量的稳定性,获得了良好的经济效益。

硅烷偶联剂并用体系对白炭黑/溶聚丁苯橡胶/天然橡胶复合材料结构和性能的影响

以硅烷偶联剂双[3-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si 69)和3-巯丙基乙氧基双(十三烷基-五乙氧基-硅氧烷)(Si 747)为改性剂,采用机械混炼法制备了白炭黑/溶聚丁苯橡胶/天然橡胶复合材料,研究了硅烷偶联剂种类和用量对复合材料微观结构、硫化特性、加工性能、物理机械性能、动态力学性能和成品轮胎性能的影响,以及复合材料结构与性能的关系。结果表明,相较于单独使用Si 69,添加Si 747后复合材料的焦烧时间和工艺正硫化时间均明显缩短,硫化速率随着Si 747用量的增加逐渐加快;硅烷偶联剂Si 69和Si 747协同改性使得复合材料的拉伸强度、回弹性和300%定伸应力等均降低;当Si 747用量增加时,用以表征复合材料储能模量对温度依赖性的活化能逐渐降低;添加Si 747后复合材料中白炭黑的分散性明显改善;单独使用Si 747改性的复合材料在0℃的损耗因子(tanδ)明显增加,而在60℃的tanδ明显降低;轮胎滚动阻力随着Si 747用量的增加逐渐降低。

轨道车辆空调送/回风口处橡胶密封条的压缩性能分析

基于Mooney-Rivlin本构模型,对轨道车辆空调送/回风口处橡胶密封条(简称橡胶密封条)的压缩性能进行分析,并与橡胶密封条的单轴压缩试验(简称试验)测试的压缩性能进行对比。结果表明:橡胶密封条试样的仿真分析与试验测试的压缩量误差在整个压缩区间内均小于10%,采用Mooney-Rivlin本构模型分析橡胶密封条试样的压缩性能是可靠的;橡胶密封条的仿真分析与试验测试的压缩量误差在整个压缩区间内均小于10%,进一步验证了采用Mooney-Rivlin本构模型分析橡胶密封条的压缩性能的可靠性。本研究可为其他橡胶制品的非线性特性分析提供参考。

破坏性测量系统能力分析在橡胶材料摩擦系数测试中的应用

橡胶是高分子材料中具有高弹性的材料,作为轮胎的重要原材料,其应用场合决定了橡胶材料必须具有良好的摩擦性能,尤其是抗湿滑性能和行驶中的滚动阻力,这些都对轮胎的质量有根本性影响。橡胶材料的摩擦特性是轮胎滚动的基础,但是摩擦性能测试是一个很复杂的问题,受橡胶复合材料组分、界面、载荷、温度、滑动速度等多种因素共同影响。此外,摩擦性能测试本身属于破坏性试验,除仿真方法外,难以通过标准样品周期性重复测试的方法进行测量系统稳定性评测。因此,科学地开展测量系统能力分析在复合橡胶材料摩擦性能测试过程中的作用得以突显。通过使用minitab软件分析量具测量能力Cg,并在此基础上开展测量系统能力分析,根据各指标水平找出导致测量系统能力低下的原因,针对性开展测量系统的改进,提升测量结果的准确性,为橡胶材摩擦性能的改进方向提供良好的依据。

胎面气孔率对轮胎质量的影响与管控办法

结合产品质量与成本控制对胎面气孔率波动造成的影响进行剖析,并通过研究分析从混炼胶配方优化、调整混炼胶存放周期、强化混炼工艺执行、挤出低温供胶、终口型结构改进等方面制定了管控措施,通过措施执行,胎面气孔率得到有效控制,因其所引发的质量与成本损失得到显著改善,达到了提升产品质量、降低生产成本的预期目的。

橡胶摩擦磨损特性的研究进展

综述了近年来橡胶材料摩擦学的研究进展 ,论述了橡胶摩擦磨损的特点 ,讨论了影响橡胶摩擦学性能的各种因素 ,诸如物理力学性能、温度、溶胀、改性等。并针对橡胶摩擦磨损的研究现状及其发展前景 。

不同产地天然橡胶性能的研究

以马来西亚和泰国产的20^(#)标准天然橡胶(分别记为1^(#)和2^(#)NR)为例,对其理化性能与加工性能之间的关系进行研究。结果表明:1^(#)和2^(#)NR生胶的挥发分含量和灰分含量基本一致;1^(#)NR混炼胶的门尼粘度明显低于2^(#)NR混炼胶,而1^(#)NR生胶的门尼粘度高于2^(#)NR生胶,表明NR的门尼粘度不能准确反映NR在混炼过程中的加工性能,还必须结合塑性保持率分析;1^(#)和2^(#)NR的混炼胶的佩恩效应相差不大,表明填料在2种NR中分散性一致,且添加塑解剂有利于填料在橡胶基体中的分散;在胎面胶门尼粘度相近的情况下,1^(#)NR混炼胶的包辊性能明显优于2^(#)NR混炼胶,但1^(#)NR混炼胶的挤出后收缩性略差;两种胎面胶挤出质量均较好。

弹性硅胶选材及其有限元分析选型

基于橡胶弹性理论总结了弹性硅胶的选材方法,结合工程中常用的50度和60度硅胶的单轴拉伸实验数据,做出采用不同弹性理论模型时的应力应变曲线,并比较硅胶单轴拉伸实验的应力应变曲线和理论应力应变曲线的差异,从而得出常见弹性力学理论模型对于硅胶的适用情况。对硅胶材料及不同弹性模型下应力应变性能的研究,为硅胶材料的选择以及产品有限元分析时材料弹性模型的选择提供了指导作用。

聚烯烃弹性体的物理机械性能

讨论了聚烯烃热塑性弹性体乙烯－ 辛烯共聚物（ Ｐ Ｏ Ｅｓ） 的结晶行为，填充增强剂（ 炭黑、碳酸钙） 、增塑剂（ 石蜡油） 和辛烯含量等因素对 Ｐ Ｏ Ｅｓ 物理机械性能的影响。结果表明， Ｐ Ｏ Ｅｓ 具有良好的物理机械性能，加入炭黑有较好的增强作用，拉伸强度、撕裂强度、１００ ％ 定伸应力和邵尔 Ａ 型硬度提高，冲击弹性和扯断伸长率下降； 加入碳酸钙和石蜡油， Ｐ Ｏ Ｅｓ 综合性能有所下降， 加入石蜡油可降低试样的邵尔 Ａ型硬度。无论是添加增强剂或增塑剂， Ｐ Ｏ Ｅｓ 仍然保持良好的耐热老化性能。随着辛烯含量减少， Ｐ Ｏ Ｅｓ的邵尔 Ａ 型硬度和相对密度增加，并具有较高强度， Ｄ Ｓ Ｃ 熔融结晶峰温度也提高，更接近树脂性能。

EPDM基吸水膨胀橡胶的力学性能

研究了三元乙丙橡胶与聚丙烯酰胺共混制得的吸水膨胀橡胶的力学性能，发现聚丙烯酰胺用量对干态吸水膨胀橡胶的强伸性能有明显影响； 而当聚丙烯酰胺含量一定时， 随吸水膨胀橡胶吸水膨胀率的提高，强伸性能出现一个最佳值后下降，压缩永久变形则随吸水膨胀率的提高而减小，这种现象可能与聚丙烯酰胺吸水后物理性质变化有关。

N R/ 环氧化天然橡胶共混物的动态力学性能

研究了 Ｎ Ｒ／ 环氧化天然橡胶（ Ｅ Ｎ Ｒ） 共混物的动态力学性能。结果表明，在共混物中加入酚醛树脂后，仍只有两个动态力学损耗峰ｔａｎ δ（ 分别对应着 Ｔｇ１ 和 Ｔｇ２ ） 。随着树脂用量的增大（０ ～１５ 份） ， Ｔｇ１ 基本不变， Ｔｇ２ 逐渐向高温方向移动； Ｔｇ１ 对应的ｔａｎδ峰值减小， Ｔｇ２ 对应的ｔａｎδ峰值则逐渐增大。因此，ｔａｎδ的大小和位置可以通过共混体系中树脂的并用量来调节，从而可获得湿抓着性能好、滚动阻力低的新型 Ｎ Ｒ／ Ｅ Ｎ Ｒ 胎面材料。