ОСОБЕННОСТИ ВЯЗКОГИПЕРУПРУГИХ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРОВ, УПРОЧНЕННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ УГЛЕРОДА |
4 | |
2011 |
научная статья | 539.31; 539.32 | ||
2172-2174 | гиперупругость, вязкоупругость, температура, эластомеры наполненные, наночастицы, определяющие соотношения, эксперименты, численное моделирование, hyperelastisity, viscoelasticity, temperature, filled elastomers, nanoparticles, constitutive equation, expe |
Представлены результаты экспериментального исследования особенностей вязкогиперупругих свойств полимерных композитов с эластомерной матрицей на основе гидрированного нитрил-бутадиенового каучука, содержащего 50% по массе технического углерода марки N 110. Проведены испытания образцов двух модификаций композита на релаксацию напряжений в условиях растяжения и сжатия при различных значениях температуры, а также в режиме монотонного нагружения при растяжении и сжатии с постоянной скоростью деформации. Температурный диапазон исследований составлял от 20 до 150 °С. Показано, что релаксационные свойства композита существенно нелинейны. Установлена немонотонная зависимость релаксационного модуля от температуры. Для описания экспериментальных данных использованы интегральные определяющие соотношения, позволяющие одновременно учесть как гиперупругие, так и вязкоупругие свойства материала, что является необходимым условием при моделировании реального поведения эластомерных композитов. Соотношения предполагают представление полного напряжения в образце в виде суммы двух составляющих: гиперупругой и вязкоупругой. Для описания гиперупругой составляющей использовано представление напряжения через высокоэластический потенциал определенного вида, для описания вязкоупругой - нелинейный аналог интегрального соотношения Больцмана-Вольтерра. Разработан метод определения параметров взаимосвязанных гиперупругих и реологических характеристик деформирования материала. Проведен ряд независимых экспериментов на стесненное сжатие цилиндрического образца эластомера в жесткой обойме с последующей релаксацией напряжений. Проведено сравнение результатов натурных испытаний с результатами численного моделирования. Установлено удовлетворительное соответствие теоретических и экспериментальных зависимостей. |