橡膠加工過程中橡膠-金屬滑動界面的摩擦特性研究.pdf

1、眾所周知，橡膠是十分重要的工業(yè)原料。無論是在人們的日常生活中，還是國防軍工領域中，橡膠正發(fā)揮著越來越重要的作用。橡膠由最初的生膠原材料到加工成具有良好性能的橡膠制品，需要經過一系列復雜的工藝過程。在不同的加工過程中，涉及到眾多領域的知識內容，同時與摩擦學也密不可分。在塑煉加工前，需要對生膠塊進行切膠處理。在切膠過程中，刀具容易發(fā)生刀鈍，甚至磨損的情況，對自動生產線的效率產生影響；在膠料的壓延成型過程中，初始厚度較薄的膠料容易發(fā)生粘輥問題

2、，造成生產的不連續(xù)性。因此，本課題主要針對切膠過程與壓延過程這兩個重要的工藝過程進行分析，研究加工過程中橡膠-金屬滑動界面的摩擦特性。
　　本課題設計了橡膠-金屬的摩擦磨損試驗，對橡膠-金屬的滑動過程的摩擦特性進行了探究。發(fā)現載荷對于摩擦力及摩擦系數影響顯著；同時獲得了橡膠-金屬對摩時的摩擦系數范圍，并將其應用于后續(xù)有限元仿真參數設置中。還在橡膠磨損金屬的磨損機制上進行了一定程度的探究；為了弄清摩擦試驗中載荷對摩擦系數及摩擦力的影

3、響的具體原因，本課題建立了橡膠-金屬的摩擦模型，對橡膠的粘附摩擦力和滯后摩擦力進行了理論分析，得出了影響橡膠摩擦力的不同因素，最主要的就是載荷與損耗因子tan。對橡膠的本構模型進行了分析比較，最終選擇采用Mooney-Rivilin模型，它可以在較大應變范圍上描述橡膠材料的力學性能，更加適用于切膠過程的分析情況。
　　針對橡膠的壓延中的粘輥問題，對粘輥機理進行了分析。從彈性變形與流變學兩個角度，分析了輥筒壓延力的影響因素，并對較薄

4、膠料容易發(fā)生粘輥的原因進行了解釋。前進速度變慢、溫度影響效果加劇、軟化的可能性提高等多種因素共同作用，造成了初始厚度較薄的膠料容易發(fā)生粘輥；采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件建立了壓延過程的三維模型，分析了橡膠初始厚度、輥筒轉速、輥筒直徑對壓延位移的影響。
　　建立了橡膠的切削碎膠過程ANSYS有限元模型，對刀具與橡膠接觸區(qū)的受力狀態(tài)進行了分析。分析了刀具轉速對切膠過程中刀具及橡膠受力的影響；同時分析了橡膠-刀具接觸區(qū)的