標(biāo)題：橡膠含有凝膠粒、微孔以及切割及粗糙度測(cè)量?jī)x
信息分類:站內(nèi)新聞
作者:yiyi發(fā)布
時(shí)間:2015-11-27 13:48:55
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正文:
橡膠含有凝膠粒、微孔以及切割及粗糙度測(cè)量?jī)x
疲勞裂紋引發(fā)
人們對(duì)于橡膠機(jī)械疲勞裂紋的引發(fā)不太注意。實(shí)際上，斷裂力
學(xué)的一個(gè)基本前提就是所有物體中都存在天然的缺陷或瑕疵。因
此，可以認(rèn)為任何橡膠類物質(zhì)中均存在裂紋核，這些裂紋核的確切
性質(zhì)通常不十分清楚�；鞜捘z中含有各種配合劑，如硫化劑、加工
助劑和填料等。因此這些配合劑在微觀結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出不同程度的不
均一性，依據(jù)添加劑不同，尺度約在10μm數(shù)量級(jí)。不含這些添
加劑的橡膠可能含有凝膠粒、微孔以及切割和模壓邊緣造成的粗糙
部分，這些都可以成為導(dǎo)致裂紋引發(fā)的裂紋核。所有的不均一物質(zhì)
有一個(gè)共同特征：形成很高的局部應(yīng)力集中，引起疲勞破壞。天然
橡膠的初始瑕疵的有效尺寸估計(jì)約為2．5 μm。機(jī)械疲勞裂紋的
另一種前兆是表面的臭氧開(kāi)裂，這種開(kāi)裂一般在拉伸應(yīng)力區(qū)發(fā)生。
橡膠的某一部分受反復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，在出現(xiàn)可見(jiàn)疲勞裂紋前需
要一定的時(shí)間。這段誘導(dǎo)時(shí)間是否應(yīng)該看做是裂紋引發(fā)過(guò)程的一部
分尚是有爭(zhēng)議的問(wèn)題。裂紋引發(fā)和擴(kuò)展的界限沒(méi)有嚴(yán)格劃分。實(shí)際
上重要的是在一定的負(fù)荷條件下，一定長(zhǎng)度裂紋的擴(kuò)展有多快。對(duì)
于實(shí)驗(yàn)室的試樣，預(yù)先在試樣上作一個(gè)割口，可以避免天然缺陷所
引起的無(wú)規(guī)裂紋。由于消除了缺陷敏感性，這并非是材料的固有性
質(zhì)，可以提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。再者，也沒(méi)有必要做大量試樣的測(cè)
試工作。
斷裂力學(xué)主要關(guān)心疲勞裂紋的擴(kuò)展。最初裂紋尺寸是根據(jù)材料
的已知缺陷尺寸或產(chǎn)品檢驗(yàn)中，如通過(guò)全息照相或超聲波檢驗(yàn)可探
測(cè)到的最小裂紋尺寸來(lái)決定的。斷裂力學(xué)也用來(lái)預(yù)測(cè)在特定結(jié)構(gòu)
中，材料在規(guī)定負(fù)荷下未達(dá)到臨界尺寸前，裂紋緩慢擴(kuò)展的尺寸范
圍，一旦達(dá)到臨界尺寸，裂紋會(huì)很快擴(kuò)展，發(fā)生破壞。
裂紋增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)
通常每個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)試樣均有一個(gè)尖銳的割口。最初割口的增
長(zhǎng)速率很快，且割口表面比較光滑。當(dāng)采用的是純剪切試樣時(shí)，隨
著割口表面變粗糙，撕裂速率逐漸減小，最終達(dá)到恒速，
假定該速率與自然疲勞裂紋在這種特殊撕裂條件下的增長(zhǎng)類似。
割口增長(zhǎng)通常精確到至少微米級(jí)，當(dāng)增長(zhǎng)長(zhǎng)度大于試樣厚度的
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