纵向拉伸对尼龙帘线-橡胶复合材料横向拉伸力学性能影响的实验研究

采用十字形试件,在双轴拉伸条件下研究了尼龙帘线-橡胶复合材料单层板纵向定载荷对横向力学性能的影响和横向定载荷对纵向力学性能的影响。实验结果表明:纵向拉伸载荷对尼龙帘线-橡胶复合材料的横向拉伸力学性能有很大的影响。随着纵向拉伸载荷的增加,横向应力应变关系发生了很大的变化;横向拉伸强度先上升然后又下降;而其断裂变形和变形能却逐渐减小。横向拉伸载荷对尼龙帘线-橡胶复合材料的纵向拉伸力学性能影响却很小。这可能与材料纵向和横线拉伸性能差异太大有关。

轮胎帘线-橡胶复合材料的疲劳(三)

3．2．3 在静拉伸负荷下的声波放射 像此前讨论的那样，作为监控损坏累积的潜在技术，本研究评估了AE分析。在静拉伸试验到总损坏的整个期间监控了AE响应。采用C16（2层）和c3（4层）两种复合材料来获得帘线一橡胶复合材料的基本AE特性，特别是Felicity比值（FR）。

轮胎帘线-橡胶复合材料的疲劳(二)

（接上期） 2轮胎的层间剪切变形 已经用层间剪切测量技术来确定在轮胎带束层边部的剪切应变（Cembrola和Dudek，1985）。在进行试样的初步试验时，测定了轮胎带束层边部的层间剪切应变（Lee等，2002）。

轮胎帘线-橡胶复合材料的疲劳(四)

（接上期） 4．2．2．3帘线角度的影响在帘线角度影响的分析中也发现了所观察到的与导致帘线-橡胶叠层复合材料具有较短疲劳寿命有关的相关性。帘线角度增加会减小层问剪切应变（图10和图41），但会同时降低斜裁帘线-橡胶复合材料的强度。

一种新的橡胶-帘线复合材料的模型及其参数识别方案

为了给工程应用提供简便而有效的数值计算方法,提出了橡胶-帘线复合材料的一种非线性数值模型。首先推导了这种模型的有限元格式,以便在ABAQUS软件基础上实现这种模型;然后在单胞有限元分析的基础上,将此类超弹性基体、长纤维增强复合材料等效为一种横观各向同性超弹性材料。给出的数值算例将此方法的计算结果与纤维、基体分别细分单元的有限元分析结果进行了比较,验证了该方法的有效性与实用性。

橡胶-帘线粘合性能在动态及加热条件下的评价方法

橡胶-帘线(包括钢丝帘线)复合材料在动态条件下粘结界面发生物理化学变化,直接影响材料使用性能。介绍橡胶-帘线动态剪切粘合试验基本原理:将帘线埋于方块硫化橡胶试样中,帘线两端悬以质量不同的砝码。试验时橡胶试样以一定的振幅和频率沿帘线伸延方向做往复运动,考察帘线与橡胶达到某一设定的粘合强度值所需的时间,用以表征帘线与橡胶在动态条件下的粘合性能。应用该原理和实用仪器对不同材质橡胶-帘线粘合性能做出测试和评价。

子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以MSC.Marc软件为平台,建立子午线轮胎的三维非线性稳态滚动有限元模型。在模型计算中,考虑了轮胎的静态载荷施加过程、自由滚动过程、完全刹车滑动过程、防抱死刹车过程和牵引过程,得到了轮胎接地面的接触应力分布情况及轮胎牵引力与转速之间的关系等结果,有利于进一步了解轮胎的动态性能。

子午线轮胎充气和负荷加载数值分析

利用MSC.MARC软件对子午线轮胎的骨架材料进行三维非线性有限元计算,带束层、胎体和钢丝圈等部位采用rebar单元以及实体Herrmann单元进行模拟,橡胶材料采用Yeoh材料模型描述。轮胎在不同充气压力、不同负荷以及滚动状态下的受力计算结果与实际情况一致。采用该方法有助于改进轮胎结构设计、提高轮胎性能。

基于各向异性超弹本构的轮胎侧偏分析

为了准确描述帘线-橡胶轮胎侧偏的力学特性,基于单向纤维增强连续介质力学,给出了一种可用于仿真分析轮胎侧偏的帘线-橡胶复合材料各向异性超弹性本构模型。该模型中应变能被解耦为橡胶基体应变能、帘线拉伸应变能和橡胶与帘线之间的角剪切应变能;结合实验数据标定了模型参数,将标定后的各向异性超弹本构模型用于轮胎接地和侧偏分析;为各向异性超弹性复合材料本构模型的开发以及高精度帘线-橡胶轮胎模型研发提供了重要的研究基础。

加强筋模型在轮胎有限元分析中的应用

利用MSC .Marc软件建立子午线轮胎的三维非线性有限元模型。采用软件中的加强筋模型模拟轮胎中复杂的多层帘线 橡胶复合材料 ,直接在前处理中定义轮胎中随位置变化的帘线铺设方向 ,可以真实地模拟帘线 橡胶复合材料的几何和材料非线性 ,并且能够合理简化模型 ,提高计算效率和计算精度。模型中还考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、轮胎大变形导致的几何非线性以及轮胎与轮辋和轮胎与路面的接触非线性边界条件。通过三维非线性有限元分析得到了在充气压力和静负荷作用下子午线轮胎的变形、内部应力分布及接地区压力分布。

海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性

海上漂浮输油软管为复杂的组合截面柔性结构,制造工艺复杂,造价高昂。基于有限元方法,采用ABAQUS软件,分析计算了5层粘合型海上输油漂浮软管在管内无压及带压工况下的轴向拉伸载荷与拉伸率、曲率与弯矩之间的非线性关系及产生机理。通过模型计算,得到了管道各层的应力分布特点,结果表明,因其非对称的结构特点,粘合型管道仍然存在非线性的等效截面刚度特性。分析了螺旋钢筋布置角度、螺旋钢筋直径、帘线-橡胶复合材料层帘线布置角度等结构设计参数对轴向载荷作用下管道拉伸率的影响,相关研究成果可为管道设计提供参考。

一种车用膜式空气弹簧有效面积的预测方法

空气弹簧帘线-橡胶复合材料结构具有刚度可变、轻量化、高度可调、隔振效果好等优势,在汽车"新四化"的发展趋势下,车用空气弹簧力学成为学术和工程研究热点。但其受力的"有效面积"这一重要参数还未建立完善理论模型。结合复合材料力学特性与几何学特征,提出一种车用膜式空气弹簧有效面积理论分析与预测方法。给出了空气弹簧有效面积理论预测表达式,体现了空气弹簧气囊内压强、空气弹簧高度等因素对有效面积的综合影响。利用力学综合实验台架设计实验,对某型号空气弹簧进行有效面积测量,实验结果与理论分析的对比显示在实验测量的范围内,理论预测的有效面积误差在1%以内,表明了这种理论分析方法的合理性。这种方法对进行有效面积的预测、空气弹簧的准确建模及进一步进行高精度的车高控制具有一定的指导意义。