❶ 橡胶高弹性与普弹性相比有哪些特点
摘要:橡胶的物理力学性能是极其特殊的,它兼备了固体、液体和气体的某些性质。橡胶高弹性具有可逆弹性形变大、弹性模量(高弹模量)小、高弹模量随温度增加而增加和快速拉伸(绝热过程)橡胶会因放热而升温等特点,而最为特殊的是橡胶高弹性本质上是一种熵弹性。 关键词:橡胶;高弹性;构象熵;储能函数
1 橡胶高弹性的特点
任何一本高分子物理的教材都告诉我们,在Tg温度以上高聚物是橡胶,具有独特的力学状态———高弹态。高聚物在高弹态的物理力学性能是极其特殊的:它是固体,但兼备了液体和气体的某些性质。
橡胶是固体,它有稳定的外形尺寸,在小形变(剪切,<5%)时,其弹性响应符合虎克定律。橡胶像液体,它的热膨胀系数和等温压缩系数等与一般小分子化合物液体有相同的数量级,表明橡胶分子间的相互作用又与液体相似。
橡胶也像气体,因为使橡胶发生形变的作用力将随温度的增加而增加,与气体的压力随温度增加而增加一样。
如果单就高聚物在高弹态所呈现的力学性能———高弹性而言,具有以下几个特点:
11橡胶高弹性的本质是熵弹性,熵越大越稳定,而一般材料的普弹性则是能量的弹性,能量越低越稳定;
21可逆弹性形变大,最高可达1000%,即一根完好的橡胶条可以拉伸10倍后还会恢复到它原来的状态,而金属材料的可逆弹性形变一般不会超过百分之几;
31弹性模量(高弹模量)小,只有105~6NΠm2,竟比一般金属的弹性模量1010NΠm2
约小4~5个量级;
41随温度增加高弹模量是增加的,而金属材料的弹性模量随温度的增加而减小;51快速拉伸(绝热过程)时,橡胶会因放热而升温,金属材料则会因吸热而降温。
❷ 橡胶支座的抗压弹性模量标准值是怎么来的
这个也没有具体定义哪些是主要参数,具体还看使用环境而定。
一般常测的项目(据我所知):
1.硬度,拉伸强度,扯断伸长率,定伸应力,撕裂强度(基本性能,一般衡量橡胶性能都会测);
2.耐老化性能:包括耐热老化(硬度变化,拉伸强度变化,扯断伸长率变化,热失重等);耐溶剂老化(硬度变化,拉伸强度变化,扯断伸长率变化,质量变化,体积变化等);耐臭氧老化(动态耐臭氧,静态耐臭氧等);耐光照,耐候老化等;
3.其他:磨耗性能,低温脆性温度,弹性(包括回弹,压缩永久变形,扯断永久变形等);
这些指标并没有标准,根据使用环境不同,胶种不同,产品档次不同,要求差异很大
❸ 硫化橡胶弹性模量的测定方法
标准号:HG/T
3321-2012硫化橡胶弹性模量的测定方法。
《GB/T
14694-1993
塑料压缩弹性模量的测定》本标准规定了在静态压缩负荷作用下,测定塑料压缩弹性模量的试验方法。
❹ 橡胶材料的力学性能有哪些
硬度,拉伸强度,扯断伸长率,回弹性,耐磨性(阿克隆磨耗,邵伯尔磨耗),压缩生热,耐曲挠性,撕裂性能等等。
❺ 求助!普通橡胶的弹性模量是多少
这个难说的很,所谓普通橡胶可能是天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶……每种橡胶通过不同的配方都可以得到成千上万种不同的硫化体系,每种硫化体系在不同工艺条件下制出的硫化制品的性能也会有一定的区别……
此外,还必须搞清楚你所谓的弹性模量是100%定伸模量、300%定伸模量还是压缩弹性模量……
❻ 橡胶的弹性模量是多少泊松比是多少谢谢
6mpa,在0.6-0.8之间。
橡胶的弹性模量与硬度的关系:lgE=0.0198Hr-0.5432,适用于硬质橡胶,E=(15.75+2.15HA)/(100-HA)适用于软质橡胶。
弹性模量是表示橡胶分子链柔性大,分子间作用力小,表征橡胶伸-缩的物理指标。橡胶的弹性模量随热力学温度的升高呈正比增大,而金属材质的普弹性模量随温度升高而减小。
(6)橡胶压缩模量扩展阅读:
注意事项:
材质将决定着橡胶密封条的物理性能、档次、用途与使用寿命,在很多的时候,为了达到美观密封效果,其材质的物理性能都经过多方面检测的。
检查使用范围:任何材料的橡胶制品产品都有使用范围的规定,在操作过程中不得超过使用范围,否则会损坏橡胶制品产品并造成经济损失。
❼ 橡胶材料的弹性模量和泊松比测试有没有资料推荐下
采用以电荷耦合装置为核心的变形测量系统测定了大变形条件下胎冠胶BIVE、三角胶TRI和带束层胶AMET等3种橡胶材料的应变和泊松比。实验结果表明,将橡胶材料的单轴拉伸实验结果以时间-位移的形式输入计算机,经过专用软件处理后就可以得到橡胶在任意时刻的应变和泊松比。
泊松比检测一般是按照哑铃状制定出来标准样品,本公司不需要客户制定,我们根据标准来给客户制定标准样。泊松比通常也叫侧向应变测试
泊松比是材料横向应变与纵向应变的比值,也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变 e' 与轴向应变 e 之比称为泊松比 V。材料的泊松比一般通过试验方法测定。 软木塞的泊松比约为0,钢材泊松比约为0.25;水由于不可压缩,泊松比为0.5。 主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变。
❽ 橡胶静态刚度和动态刚度问题,希望老师能够给出具体的数据。
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。应力与应变的比叫弹性模量:即。ΔL是微小变化量。杨氏模量(Young's molus),又称拉伸模量(tensile molus)是弹性模量(elastic molus or molus of elasticity)中最常见的一种。杨氏模量衡量的是一个各项同性弹性体的刚度(stiffness), 定义为在胡克定律适用的范围内,单轴应力和单轴形变之间的比。与弹性模量是包含关系,除了杨氏模量以外,弹性模量还包括体积模量(bulk molus)和剪切模量(shear molus)等。Young's molus E, shear molus G, bulk molus K, 和 Poisson's ratio ν 之间可以进行换算,公式为:E=2G(1+v)=3K(1-2v)
中文名
杨氏模量
外文名
Young's molus
别 称
拉伸模量(tensile molus)
表达式
E = σ / ε
提出者
托马斯·杨
提出时间
1807年
应用学科
物理学
适用领域范围
材料力学
适用领域范围
金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料等
目录
1概述
2简介
3特性
4范性形变
5单位
6测试方法
1概述编辑
杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。
杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一,是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。
测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。
2简介编辑
英文名称:Young's Molus
定义:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
意义:弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小
说明:又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为N/m2。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示。模量的倒数称为柔量,用J表示。
拉伸试验中得到的屈服极限бS和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为:
EA0
式中A0为零件的横截面积。
由上式可见,要想提高零件的刚度EA0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。
在弹性范围内大多数材料服从胡克定律,即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E,也叫杨氏模量。
弹性模量在比例极限内,材料所受应力如拉伸,压缩,弯曲,扭曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比,用N/m2表示。
弹性模量:材料的抗弹性变形的一个量,材料刚度的一个指标。
它只与材料的化学成分有关,与其组织变化无关,与热处理状态无关。各种钢的弹性模量差别很小,金属合金化对其弹性模量影响也很小。
3特性编辑
根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量等。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。
4范性形变编辑
固体在外力作用下将发生形变,如果外力撤去后相应的形变消失,这种形变称为弹性形变。如果外力撤去后仍有残余形变,这种形变称为范性形变。
应力Tensile stress(σ)单位面积上所受到的力(F/A,其中A=cross-sectional area=S 面积 )。
杨氏模量实验原理
应变Tensile strain (ε ):是指在外力作用下的相对形变(相对伸长e/L,其中e=extension=△L)它反映了物体形变的大小。
胡克定律:在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,其比例系数称为杨氏模量(记为E)。用公式表达为:
E=(F·L)/(A·△L)
E在数值上等于产生单位应变时的应力。它的单位是与应力的单位相同。杨氏弹性模量是材料的属性,与外力及物体的形状无关,取决于材料的组成。举例来说,大部分金属在合金成分不同、热处理在加工过程中的应用,其杨氏模量值会有5%或者更大的波动。
杨氏模数(Young's molus )是材料力学中的名词,弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,定义为正向应力与正向应变的比值。公式记为
E = σ / ε
其中,E 表示杨氏模数,σ 表示正向应力,ε 表示正向应变。杨氏模量大,
说明在压缩或拉伸材料时,材料的形变小。
5单位编辑
杨氏模量的因次同压强,在SI单位制中,压强的单位为Pa也就是帕斯卡。
但是通常在工程的使用中,因各材料杨氏模量的量值都十分的大,所以常以百万帕斯卡(MPa)或十亿帕斯卡(GPa)作为其单位。
6测试方法编辑
杨氏模量测试方法
一般有静态法和动态法。
动态法有脉冲激振法、声频共振法、声速法等。
脉冲激振法:通过合适的外力给定试样脉冲激振信号,当激振信号中的某一频率与试样的固有频率相一致时,产生共振,此时振幅最大,延时最长,这个波通过测试探针或测量话筒的传递转换成电讯号送入仪器,测出试样的固有频率,由公式 计算得出杨氏模量E。
特点:国际通用的一种常温测试方法; 信号激发、接收结构简单,测试测试准确;
准确、直观。
声频共振法:指有声频发生器发送声频电信号,由换能器转换为振动信号驱动试样,再由换能器接收并转换为电信号,分析此信号与发生器信号在示波器上形成的图形,得出试样的固有频率f,由公式E=C1·w·f得出试样的杨氏模量。
特点: --- 声频发生器、放大器等组成激发器;
--- 换能器接收信号,示波器显示信号;
---李萨如图形判断试样固有频率。
缺点:--- 激发器结构复杂,必要时激发器需要与试样表面耦合,操作不方便;
--- 示波器数据处理及显示单一;
--- 可能存在多个李萨如图形,易误判;
--- 该方法不方便用于高温测试。
声速法:由信号发生器给出超声信号,测试信号在试样中的传播时间,得出该信号在试样中的传播速度ν,由公式E=ρ·ν^2计算得试样杨氏模量。
特点:---超声波发生器及换能器组成激发系统;
--- 换能器转换信号;
--- 测试超声波在试样两平行面的传播时间差,计算声速。
缺点:--- 激发器结构复杂,必要时激发器需要与试样表面耦合,操作不方便;
--- 时间差的信号处理点容易引入误差,只能得出近似杨氏模量;
--- 该方法不方便用于高温测试。
静态法
静态法是指在试样上施加一恒定的弯曲应力,测定其弹性弯曲挠度,或是在试样上施加一恒定的拉伸(或压缩)应力,测定其弹性变形量;或根据应力和应变计算弹性模量。
特点:--- 国内采用的方法,国内外耐火行业目前还没制定相应的标准;
--- 获得材料的真实变形量 应力---应变曲线。
缺点:试样用量大;准确度低;不能重复测定。
❾ 橡胶的弹性模量和刚度是多少,有相关资料吗
原生橡胶弹性模量E=2000MPa,剪切模量:常温 1MPa,-10度1.2MPa,-25度 2MPa。
知道弹性模量了,就可以根据尺寸和力作用方向才能计算某个方向的刚度。
在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。
天然橡胶是由胶乳制造的,胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的天然橡胶中。一般天然橡胶中含橡胶烃92%-95%,而非橡胶烃占5%-8%。由于制法不同,产地不同乃至采胶季节不同,这些成分的比例可能有差异,但基本上都在范围以内。
(9)橡胶压缩模量扩展阅读
橡胶硬度和刚度没有对应关系,硬度是橡胶经配合、炼胶、硫化后胶料自身的特性,刚度是橡胶产品的特性,但结构尺寸一定,刚度随硬度增加而增大。
刚度只能计算静刚度,厂家需要做应力应变测试,通过abaqus可以计算静刚度,误差一般小于10%
胶料的硬度随着硫磺含量的增加而增加。对天然橡胶胶料,硫磺用量若增加1~3份,硬度就会提高5度;对天然/丁笨/顺丁并用胶,硫磺用量增加1.5~4份,提高硬度5度。
起初随着硫量的增加,交联程度也增加,其硬度加大,硫添加到一定量后出现过硫,对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。
这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。
❿ 橡胶的弹性模量到底是多少啊
拉伸模量是橡胶拉伸应力应变特性,而压缩模量则是压缩应力应变特性,两者之间没有必然联系