钢丝帘线/橡胶复合材料弯曲疲劳失效机理的研究

自主设计并搭建基于隧道磁阻传感器的无损检测系统,对钢丝帘线/橡胶复合材料试样(简称试样)弯曲疲劳失效机理进行研究。结果表明:无损检测方法可对疲劳试验后试样内部的损伤状态进行评估,无损检测系统可实现试样缺陷的在线检测;疲劳缺陷的产生是损伤累积,钢丝帘线单丝断裂主要发生试样疲劳寿命的最后阶段;试样内部钢丝疲劳断裂为穿晶解理断裂,裂纹扩展过程中存在一定程度的微观不连续性,包括多次角度偏折与裂纹分支;试样内部钢丝疲劳断口具有典型的低周疲劳特点,存在多个疲劳源与撕裂台阶,疲劳源间偶见撕裂棱,无明显贝纹样,疲劳源附近表面光滑,断口形成了较平滑的微撕裂形貌与粗糙的撕裂台阶形貌。

帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型研究

设计一种帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型。利用自主搭建的静态拉伸实验装置和分离式霍普金森拉伸装置,开展帘线/橡胶复合材料试件轴向拉伸实验;构建帘线应变能函数,推导特定应变率下帘线/橡胶复合材料的轴向应力-应变关系式;提出应变能函数的率增强项,建立帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型。研究表明:特定应变率下,轴向应力-应变理论曲线与实验曲线符合较好;不同应变率下,率相关模型预测曲线与实验曲线符合较好。

两类橡胶复合材料的疲劳特性

以[0°]单层和[±20°]双层橡胶复合材料为研究对象,对其在拉伸载荷下的疲劳损伤进行了研究。研究表明,疲劳载荷作用下,两类材料的周期最大应变随循环周次的变化均遵循三阶段规律,应变的变化对应着疲劳损伤从萌生、稳定扩展到加速扩展直至整体破坏的过程。单层和双层材料的疲劳破坏分别为帘线控制和基体控制。数据分析表明,用加载最大应力表征的疲劳寿命与循环周次的对数近似成线性关系。疲劳过程中材料的滞后损失基本保持不变。滞后损失和导热系数的差异是造成不同种类试件表面温升差异的主要原因。

芳纶帘线/橡胶复合材料粘合疲劳性能的研究

使用自制的改性一次RFL浸渍剂浸渍芳纶帘线,并采用TCAT（Tire Cord Adhesion Testing）抽拔法和电镜观察法研究了芳纶帘线/氯丁橡胶粘合体系、芳纶帘线/天然橡胶粘合体系疲劳前后的粘合性能。

帘线/橡胶复合材料疲劳测试方法

利用自建的试验系统，采用单向聚酯帘线／橡胶复合材料模拟汽车子午胎的胎体，研究了疲劳载荷下橡胶复合材料的变形和损伤累积特性，讨论了两种加载方式对疲劳性能的影响，结果表明：定载荷疲劳测试优于定伸长疲劳测试．为评价轮胎的疲劳特性、预报轮胎的疲劳寿命提供了有效手段．

废橡胶粉/SBS复合改性沥青技术性能研究

通过低掺量的废旧橡胶粉和SBS复合改性制备复合改性沥青,研究复合改性沥青的基本技术指标和老化后的性能变化情况,并研究复合改性沥青混合料的高温性能、水稳定性和疲劳性能。研究结果表明:低掺量SBS和废旧胶粉复合改性,可以解决传统橡胶沥青延度不足、高温粘度过大等问题,可以提高改性沥青的抗老化能力;复合改性沥青混合料的高温稳定性提升明显,水稳定性和疲劳性能略差于SBS改性沥青,但都明显优于橡胶改性沥青。

橡胶-弹簧复合金具增强输电线的抗疲劳性能研究

针对TY400-50线夹出口处导线疲劳断股情况,设计了新型橡胶-弹簧复合金具。首先对导线-线夹进行三维建模,之后分析了线夹出口处导线的动弯应力,并利用模拟试验机对线夹安装复合金具前后的疲劳寿命进行了研究,分析了疲劳循环后单股导线的抗拉强度及断口形貌。结果表明,未安装了橡胶-弹簧复合材料金具时,线夹最大动弯应力达80 MPa,出口导线可经历12万次循环;而安装橡胶-弹簧复合金具后,导线摆动过程中表面应力分布较均匀,没有明显的应力集中,线夹最大动弯应力仅45 MPa,出口导线可经历28万次循环。同时,铝线断口的疲劳条纹间距细小均匀,裂纹扩展速度变缓。因此,该复合金具能够降低导线在线夹出口处的动弯应力,提高线夹出口处导线的疲劳寿命。