橡膠受力變形問題

秦國士兵

              各位前輩，小弟剛從事氣密性檢測行業，經常使用橡膠封堵工件。一直有幾個疑問不明，特此請教各位，希望各位不吝賜教，感激不盡。

1、  橡膠的硬度和彈性模量是否可以轉換？我在網上找到如下資料

lgE=0.0198HA-0.5432適用于硬質橡膠；E=(15.75+2.15HA)/(100-HA) 適用于軟質橡膠，E是彈性模量，HA是邵氏A硬度。我用EXCEL做了簡單表格如下：

這個轉換關系正確嗎？該表格中的彈性模量單位為MPa，對嗎？

2、  橡膠受力后的變形規律。橡膠環受軸向力，其變化情況，尤其是橡膠環外部表面受限制(如下圖，泊松比u=0.47)，或橡膠環內部為軸，向外變形兩種類型。

小弟愚笨，在網上一直沒有找到相關資料，大多數資料是采用有限元軟件分析，理解困難。

上圖中，橡膠環受力后，會在內部中間隆起，與金屬變形差距較大。隆起高度大概是多少，是否大體滿足什么規律？

我在現場粗略測量了一下，橡膠環高度從16減少到10，環中間直徑12縮小到9。

是否滿足大體滿足材料力學(不需要太精準)受壓變形中，變形量L1=F*L/(E*A)呢？內徑變化是否滿足泊松比？

3、  最后請各位推薦一點關于橡膠受力變形的資料，另外求購書籍一本，不論新舊，只要字跡清晰：全美經典《材料力學（第四版）》美國W.J.納什著，趙志崗譯，科學出版社2002年出版。

某寶等網上只有復印版，買了一本字跡太模糊，很多看不清楚。求哪位前輩忍痛割愛，非常感謝。

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LIAOYAO

去這里問看看 http://book.kongfz.com/18459/213972036/

chencai02

要不要電子版？我有

fmdd

橡膠為超彈性材料，同一硬度的橡膠，其彈性模量并不恒定，換句話說，其應力與變形是非線性的，用普通的解析算法是處理不了的，目前做橡膠材料力學計算的，絕大多數都要用有限元方法。

其應力-應變曲線與材料相關，你需要找材料供應商要數據，如果材料供應商沒有，你需要用伺服壓力機自己做試驗，測點畫出該曲線，再用擬合法得到近似的應變函數。
8 ]. u( M2 S( K5 G, s/ a/ F& ?; [
氣管接頭的密封在發動機生產線上很常見，你的夾具方案在內部充壓時，工件會滑脫，你需要有勾爪鎖緊結構將它鎖緊，夾具還要能快速釋放。

有個德國公司專門設計制作這種管接頭的密封夾具。

秦國士兵

LIAOYAO 發表于 2015-5-31 15:20
去這里問看看 http://book.kongfz.com/18459/213972036/

8 t! Z, w1 E* o/ B' d感謝層主，這個網站我也搜索過了，沒找到這家，看來還是性子急了

秦國士兵

fmdd 發表于 2015-5-31 16:55
' x  j  z* l$ @, c橡膠為超彈性材料，同一硬度的橡膠，其彈性模量并不恒定，換句話說，其應力與變形是非線性的，用普通的解析 ...

      謝謝層主。上面的夾具是有的，用的是旋壓氣缸，圖中省略了。我們公司的橡膠元件是在淘寶上訂購的，下次我去問一下。因為對有限元不了解，所以用起來很困難，用Solidworks自帶的 插件可以做橡膠變形的有限元分析嗎？
! C% S) G' A  a$ t9 [

秦國士兵

chencai02 發表于 2015-5-31 15:33
2 T" I% _6 S+ j2 y" D要不要電子版？我有

9 v6 G, G/ Q3 z+ ^  C* q  Y謝謝，我已經有了。我就是看社區中分享的電子版，才想到買本紙質的看一看的，結果都不是很清晰，尤其是符號下標，都不清楚。

郝奇吾乃

ansys workbench

拉斯特

橡膠的結構決定了其力學特性，很多不同分子量的分子纏繞在一起，有范德華力，硫化以后產生的力，里面的添加劑可以提升某些性能，比較C，就可以增加硬度，提高硬度等等。

就像金屬一樣，添加不同的元素就可以達到某些特性，比如鎳，可以細化晶粒，Mo可以增加紅硬性。
5 a0 y  |. j" \# \8 O
$ b5 _, v+ c1 N# x元素可以決定物質有哪些性能，但性能的好壞必須通過高質量的冶煉（金屬）或者混煉（橡膠）來實現。

+ p3 z* z# i' t8 _4 _所以套用8爺的一句話，設計就是玩的材料與數學。

冷水黃金

根據u值計算。
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