橡膠硬度和剛度有什么區(qū)別?詳解
發(fā)布時(shí)間:2016-09-14 12:09:13 人瀏覽
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橡膠硬度和剛度
橡膠硬度和剛度沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系,硬度是橡膠經(jīng)配合、煉膠、硫化后膠料自身的特性,剛度是橡膠產(chǎn)品的特性,但結(jié)構(gòu)尺寸一定,剛度隨硬度增加而增大。
廠家應(yīng)該會(huì)提供力量-變形的信息.如果沒有,可結(jié)合硬度+幾何形狀(如果規(guī)則的話)進(jìn)行估算.
除了估算,估計(jì)還得要實(shí)測,如靜載荷下的壓縮量,來判斷是否能起作用
剛度只能計(jì)算靜剛度,廠家需要做應(yīng)力應(yīng)變測試,通過abaqus可以計(jì)算靜剛度,誤差一般小于10%
Ps:膠料的硬度隨著硫磺含量的增加而增加。對(duì)天然橡膠膠料,硫磺用量若增加1~3份,硬度就會(huì)提高5度;對(duì)天然/丁笨/順丁并用膠,硫磺用量增加1.5~4份,提高硬度5度。
起初隨著硫量的增加,交聯(lián)程度也增加,其硬度加大,硫添加到一定量后出現(xiàn)過硫,對(duì)任何橡膠來說,硫化時(shí)不只是產(chǎn)生交聯(lián),還由于熱及其它因素的作用產(chǎn)生產(chǎn)聯(lián)鏈和分子鏈的斷裂。這一現(xiàn)象貫穿整個(gè)硫化過程。在過硫階段,如果交聯(lián)仍占優(yōu)勢,橡膠就發(fā)硬,定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升,反之,橡膠發(fā)軟,即出現(xiàn)返原。
力/位移=橡膠的靜剛度。
硬度、定伸強(qiáng)度等都和靜剛度大小有關(guān)系。
硬度越大靜剛度越大,至于定伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)倒是有 就是沒有分析,這個(gè)你自己可以統(tǒng)計(jì)一下數(shù)據(jù),進(jìn)行一下分析,就可以得出結(jié)論。
靜剛度是橡膠的剛度指標(biāo),一般通過硬度控制,它和硬度、定伸是成正比關(guān)系的
Q:靜剛度4kg/mm應(yīng)該對(duì)應(yīng)橡膠邵氏硬度多少度?
A:靜剛度是對(duì)產(chǎn)品成品的整體彈性特新來說的,每壓縮1毫米需要4公斤力,和產(chǎn)品截面和高度都相關(guān)聯(lián),而邵氏硬度是描述橡膠材料本身軟硬程度的一個(gè)測量表述值,如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定了,那么可以調(diào)整橡膠硬度來滿足4Kg/mm,反之如果確定了使用什么硬度的材料,那么可以調(diào)整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸來達(dá)到靜剛度規(guī)定值,顯然,把這個(gè)試驗(yàn)調(diào)試交給橡膠生產(chǎn)廠來做更方便,設(shè)計(jì)使用方只需要靜剛度結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。一般設(shè)計(jì)時(shí)用邵氏A60度值時(shí)的彈性模量來做設(shè)計(jì)計(jì)算,出現(xiàn)不大的偏差由生產(chǎn)來調(diào)整?梢韵蛳鹉z生產(chǎn)廠索要直徑10毫米高10毫米的試粒樣品來自行測定該硬度橡膠的彈性模量
Q:剛度、強(qiáng)度、硬度如何區(qū)別
A:硬度是材料特性,剛度是構(gòu)件特性。硬度是加工/工藝性能,反映的是材料抵抗局部變形的能力,想想你的HB或2B鉛筆吧,那是指它的硬度。剛度是指構(gòu)件的抵抗變形(整體變形)的能力,想像一根竹子和一根電線桿。剛度除與截面大小有關(guān),還與構(gòu)件長度及其邊界條件有關(guān)。
面一位問硬度與彈性模量及剛度的關(guān)系倒是有些意思。首先,彈性模量特指材料層次的剛度,反映的是應(yīng)力與應(yīng)變的比例關(guān)系。硬度與彈性模量其實(shí)是有一定關(guān)系的,所謂回彈法測混凝土強(qiáng)度,如果我沒有記錯(cuò)的話,利用的是硬度--彈模--強(qiáng)度之間的回歸關(guān)系。但注意這里是統(tǒng)計(jì)回歸關(guān)系。物理上三者之間是否存在確定性關(guān)系,我不知道,還請(qǐng)這里的方家解釋。——感覺上要從物理力學(xué)的角度去解釋
硬度, hardness,用來衡量材料抵抗塑性變形的能力。硬度測量方法大致方法是,將已知形狀的硬質(zhì)壓頭(indenter)壓入材料然后卸載,最大力除以壓痕的面積,即為硬度。根據(jù)不同的壓頭形狀和測試條件,硬度可以分為幾種。
剛度,stiffness,用來衡量材料或結(jié)構(gòu)在載荷作用下,抵抗變形的能力,一般用矩陣表示,即剛度矩陣stiffnessmatrix。對(duì)材料而言,其剛度矩陣就是應(yīng)力張量對(duì)應(yīng)變張量的偏導(dǎo),有時(shí)也叫做Jacobianmatrix。彈性變形時(shí),該矩陣可以由模量、泊松比直接計(jì)算得到;彈塑性變形時(shí),稍微復(fù)雜一點(diǎn),需要考慮塑性應(yīng)變和應(yīng)變硬化。結(jié)構(gòu)件的剛度矩陣,只有在將結(jié)構(gòu)離散后才有意義,借用有限元方法的術(shù)語,就是整體剛度矩陣globalstiffness matrix,改矩陣將載荷和位移聯(lián)系起來:F=[K]U。
材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(也可以認(rèn)為是材料的剛度矩陣)是材料力學(xué)性能的基本參數(shù),而硬度則不是。也就是說,一旦知道材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,其硬度可以計(jì)算出來,當(dāng)然一般是通過有限元方法。由于硬度是一個(gè)很常用的參數(shù),有很多研究提出一些經(jīng)驗(yàn)公式(或基于實(shí)驗(yàn),或基于數(shù)值計(jì)算),將硬度和其他參數(shù)關(guān)聯(lián)起來。比如,Tabor:H=C.Y,H為硬度,Y為屈服強(qiáng)度,C為常數(shù);再如Johnson:H/Y=2/3*[2+1og(1/3*E*tan(r)/Y)]。除此外還有其他的形式,但都有一定的適用范圍。
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