橡膠復(fù)合材料老化的力學表征技術(shù).pdf

1、橡膠復(fù)合材料以及由其構(gòu)成的粘接結(jié)構(gòu)在貯存過程中,由于受到溫度、濕度、應(yīng)力等因素的影響,力學性能下降最終導致失效,嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。對橡膠材料以及由其構(gòu)成的粘接結(jié)構(gòu)的老化力學性能研究就顯得極其重要。
　　本文針對橡膠為基體的固體推進劑以及推進劑/襯層粘接結(jié)構(gòu)的老化問題開展研究,主要包括松弛時間表征方法研究、粘接結(jié)構(gòu)老化機理研究,以及粘接結(jié)構(gòu)老化表征技術(shù)研究。
　　推進劑是一種典型的粘彈性材料,松弛時間作為重要的材料參數(shù)

2、,可以用來表征推進劑材料的老化。在松弛特性的測試方法中,動態(tài)力學分析(DMA)測試速度快,試件用量少,但在利用現(xiàn)有動靜轉(zhuǎn)換關(guān)系計算松弛模量時,會出現(xiàn)較大偏差。本文根據(jù)粘彈性理論并結(jié)合試驗結(jié)果建立了半經(jīng)驗的動靜轉(zhuǎn)換關(guān)系,進一步給出了利用松弛時間作為特征參數(shù)表征橡膠復(fù)合材料老化的方法。
　　提出了一種研究粘接結(jié)構(gòu)老化失效機理的試驗方法,研究了組份遷移與熱氧老化兩種機理對橡膠粘接結(jié)構(gòu)老化的影響。試驗結(jié)果表明,在不同老化階段這兩種機理的影

3、響程度會發(fā)生變化,初期組份遷移對粘接結(jié)構(gòu)老化的影響較大,而后期熱氧老化則占據(jù)了主導地位。
　　考慮了均勻老化和由組份遷移及熱氧因素導致的非均勻老化,并對含有預(yù)留裂紋的粘接結(jié)構(gòu)老化力學分析模型進行分析,計算了不同老化條件的裂紋尖端J積分值。結(jié)合老化試驗數(shù)據(jù)分析,表明考慮多種老化機理耦合的非均勻老化較均勻老化模型計算的結(jié)果更合理。在此基礎(chǔ)上,給出了利用J積分作為特征參數(shù)表征粘接結(jié)構(gòu)老化的方法。
　　本研究結(jié)果為橡膠材料以及由其構(gòu)