Определение физико-механических свойств наполненных резин

Abstract

Рассмотрено проявление эффектов физической нелинейности материала в зависимости от степени наполнения резин. Установлено, что проводить расчёт механических характеристик наполненных резин целесообразно по петлям гистерезиса и по сдвигу фаз синусоидальных кривых «деформация-нагрузка». Экспериментальные исследования подтверждают зависимость механических характеристик резин от степени их наполнения техническим углеродом. Установлено, что при наполнении резин менее 20 масс.ч. рост модулей сдвига выражен слабо и носит линейный характер, а при наполнении резин более 20 масс.ч. рост становится нелинейным и более сильным. Для таких наполненных резин наиболее целесообразно применять ядро Работнова. Для получения реологических характеристик наполненных резин, необходимо экспериментально получить петли гистерезиса и мгновенные модули, после математической обработки экспериментальных результатов определяются основные реологические характеристики наполненных резин.

Розглянуто прояв ефектів фізичної нелінійності матеріалу залежно від ступеня наповнення гум. Також визначено, що проводити розрахунок механічних характеристик наповнених гум доцільно по петлях гістерезису і по зсуву фаз синусоїдальних кривих «деформація-навантаження». Експериментальні дослідження підтверджують залежність механічних характеристик гум від ступеня їх наповнення технічним вуглецем. Встановлено, що при наповненні гум менше 20 мас. ч. зростання модулю зсуву виражене слабко і носить лінійний характер, а при наповненні гум більш 20 мас. ч. зростання стаю нелінійним і сильнішим. Таким чином для наповнених гум найбільш доцільно застосовувати ядро Работнова. Для отримання реологічних характеристик наповнених гум, необхідно експериментально отримати петлі гістерезиса і миттєві модулі, після математичної обробки експериментальних результатів визначаються основні реологічні характеристики наповнених гум.

The article considers effects of material physical nonlinearity depending on degree of rubber filling. It is determined that mechanical characteristics of the filled rubbers should be calculated by hysteresis loops and phase shift of the sinusoidal curves «strain-load». Experimental studies have confirmed dependence between rubber mechanical properties and degree of rubber filled with carbon. It is established that when rubber is filled by less than 20 wt. h., growth of the shear modulus is weak and linear, and when rubber is filled by more than 20 wt. h. increase becomes non-linear and stronger. Thus, for filled rubbers, the most appropriate is to apply the Rabotnov kernel. In order to specify basic rheological properties of the filled rubbers it is necessary first to obtain experimental hysteresis loops and instant modules and then, after mathematical processing of the experimental results, the basic rheological properties of the filled rubbers are determined.