文章來自運(yùn)輸帶生產(chǎn)廠家最新訊息為您科學(xué)探討:橡膠復(fù)合材料的應(yīng)力一應(yīng)變與溫度的關(guān)系,生熱主要來源于材料內(nèi)部的滯后損失,構(gòu)成各種橡膠及其復(fù)合材料均是粘彈性材料，周期應(yīng)力不可避免地產(chǎn)生滯后損失，滯后損失最終轉(zhuǎn)變成熱能,由于多層復(fù)合橡膠制品，橡膠本身又是熱的不良導(dǎo)體，雖然輪胎在滾動過程中存在著熱交換，但當(dāng)熱交換達(dá)到平衡時，內(nèi)部也達(dá)到一定的溫度,在不同部位由于厚度不同，導(dǎo)熱性不同，溫度分布也不同，也就是說存在著溫度場,閉合曲線稱為“滯后圈”，滯后圈的大小即為單位體積的橡膠在每一個拉伸一壓縮循環(huán)中所損耗的功，每一周期中損耗的功將變成熱能而使溫度上升即轉(zhuǎn)化為熱能;
由上述分析可知，對粘彈性材料來說應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)與溫度之間有密切的關(guān)系,對生熱問題，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了多年的探索,由于滾動中的生熱是一個動態(tài)的過程，因此無論是制造商還是用戶都希望對其平衡溫度場分布進(jìn)行模擬計算，從而了解在特定的使用條件下的生熱情況，近年來隨著計算機(jī)的發(fā)展，溫度場分析又取得了新的進(jìn)展;運(yùn)輸帶產(chǎn)品采用有限元法計算各部件在各種使用條件下的溫度場分布，建立能夠概括引起輪胎生熱諸多因素的物理模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，建立數(shù)學(xué)模型，從而進(jìn)一步了解輪胎生熱與氣壓、速度及負(fù)荷等使用條件之間的關(guān)系,這樣用戶可以較為全面地了解生熱情況，利于合理使用，延長壽命;
力學(xué)對研究的各種結(jié)構(gòu)性能和變形非常重要，近幾年來，人們環(huán)保節(jié)能意識的增強(qiáng)，要求降低的滾動損失,而損失與熱狀態(tài)又是密不可分的，它們互相作用影響消耗和使用性能,滾動損失從表觀上來看與操作條件、結(jié)構(gòu)參數(shù)等聯(lián)系密切，但從根本上說，損失是由于材料的粘彈滯后性能導(dǎo)致，也就是說和粘彈性應(yīng)力應(yīng)變場有關(guān),只有準(zhǔn)確地知道內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變場，才有可能通過進(jìn)一步的材料粘彈分析計算,了解不同部位的生熱,早期的研究者往往孤立地從力學(xué)或熱學(xué)著手，通過橡膠輸送帶試驗和解析的方法來探知內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變場或溫度場,應(yīng)力應(yīng)變場和溫度場是相互影響、不可分割的，由此推動了熱力學(xué)的發(fā)展;熱力學(xué)是近20年才發(fā)展起來的一門交叉學(xué)科，它綜合了計算力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、傳熱學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的知識，運(yùn)用熱、力學(xué)耦合分析的方法將力學(xué)分析與熱學(xué)分析有機(jī)地結(jié)合起來，關(guān)于耐熱運(yùn)輸帶熱力學(xué)耦合分析的總體分析框圖,熱力學(xué)的研究任務(wù)是：在對橡膠及其復(fù)合材料非線性損耗機(jī)理了解的基礎(chǔ)上，通過熱力學(xué)的方法將力學(xué)分析與熱學(xué)分析耦合起來進(jìn)行分析，最后得到在各種條件下的應(yīng)力應(yīng)變場、溫度場、接地面形狀、壓力分布以及能量損耗;
在熱力學(xué)耦合分析方面的系統(tǒng)研究采用數(shù)學(xué)模型對熱力學(xué)分析進(jìn)行了如下描述：
①材料性能包括力學(xué)性能和熱學(xué)性能的溫度相關(guān)性；
②溫度的變化導(dǎo)致變形的變化從而形成熱應(yīng)力；
③輸送帶廠家應(yīng)力應(yīng)變場影響損耗從而影響溫度場，并在這三種耦合分析的基礎(chǔ)上編制了由三個模塊即：變形模塊、損耗模塊、熱模塊組成的有限元程序,通過計算可以進(jìn)行熱力學(xué)耦合分析，預(yù)報滾動阻力、內(nèi)部溫度場、應(yīng)力一應(yīng)變、變形和接地信息，從而為設(shè)計提供依據(jù)。
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