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氟橡胶受应变率及环境温度的影响

    氟橡胶自20 世纪50 年代投入工业生产以来,以其优异的性能广泛应用于机械、石油化工、航天航空等诸多领域。氟橡胶性质稳定,具有很高的耐腐蚀、耐老化、自润滑以及不粘性,是工业领域一种重要的密封材料、耐腐蚀材料。氟橡胶作为工业设备中的一个重要部件,其力学性能对设备整体运行的稳定性有重要的影响,因此,研究氟橡胶的力学性能具有重要的意义。目前国内对氟橡胶的研究主要集中在各种改性填料对氟橡胶力学性能和摩擦性能的影响。例如对4种不同纳米材料填充氟橡胶复合材料进行了拉伸和硬度试验,结果表明纳米氧化铝填充氟橡胶有比较好的力学性能;研究了纳米氧化铝改性氟橡胶复合材料中,不同纳米氧化铝含量对复合材料硬度、摩擦系数和磨痕宽度的影响。然而,氟橡胶复合材料的性能除了受改性填料的影响外,还受应变率及环境温度的影响,但目前国内外还没有这方面的研究。为此,笔者先通过单轴拉伸试验,对氟橡胶复合材料在不同拉伸速率及环境温度下的力学性能进行了研究。由于氟橡胶复合材料的变形是一种典型的非线性大变形过程。在有限元仿真计算中,对于非线性大变形的高分子材料没有统一的材料模型与之对应。为此,根据试验结果,建立了氟橡胶复合材料本构模型,该模型可以为氟橡胶复合材料仿真计算中材料模型的编写提供理论基础。最后,利用ABAQUS软件,结合之前得到的本构模型,对氟橡胶板材进行有限元分析,通过仿真结果与单向压缩试验结果的对比,验证了本构模型的正确性及通用性。

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