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【48812】辊压工艺参数对平板和套筒金属橡胶动态力学性能的影响

来源:江南app下载    发布时间:2024-07-20 10:33:50

  选用不同参数的辊压成形工艺制备平板和套筒金属橡胶试样,与冲压成形平板金属橡胶试样进行描摹与动态力学性能比照剖析,并研讨了辊压工艺参数对试样动态力学性能的影响。依据成果得出:比较于冲压成形,辊压成形平板金属橡胶试样的结构均匀且金属丝间勾连作用更好,损耗因子和动刚度更小;辊压平板金属橡胶试样的损耗因子随辊压转速的增大而增大,随压下率和进料视点的增大而减小,动刚度随压下率和辊压转速的增大而增大,随进料视点的增大而减小;辊压套筒金属橡胶试样的动刚度随激振频率、激振振幅和预紧实行的增大而减小,损耗因子随激振频率

  实验资料为304不锈钢金属丝,其直径为0.3mm,密度为7.93g·cm -3 ,硬度小于200HV,抗拉强度大于520MPa。运用绕丝机将金属丝绕制成螺旋卷,螺旋卷的直径和螺距均为3mm。运用自主研制的数控主动金属丝网毛坯环绕设备将绕制的螺旋卷进行等螺距拉伸,使螺旋卷间能够更好地勾连,再在工装上进行45°方向环绕,得到金属橡胶毛坯。

  先选用冲压成形工艺制备平板金属橡胶试样。将金属橡胶毛坯放入模具中进行冷冲压成形,最大成形压力为25.5kN,冲压速度为5mm·min -1 ,制备得到的冲压平板金属橡胶试样的尺度 为60mm×60mm×4mm。

  选用辊压成形工艺制备平板和套筒金属橡胶试样,辊压工艺如图1所示。将金属橡胶毛坯放入主动化辊压机,经过上、下轧辊对毛坯施加对称作用力,使毛坯产生塑性变形,工艺参数见表1,制备得到平板金属橡胶试样。将掩盖金属橡胶毛坯的芯棒固定在自主研制的主动化辊压机上,经过限位块约束毛坯的位移,动辊由电机带动旋转,升降结构压榨芯轴向下移动直至触摸定辊,工艺参数见表2,制备得到套筒金属橡胶试样。辊压平板金属橡胶试样的尺度为60mm×60mm×4mm,辊压套筒金属橡胶试样的内径为50 mm,外径为60mm,高度为62mm。

  运用扫描电子显微镜(SEM)调查金属橡胶试样的描摹。运用高低温动态资料实验机进行室温动态力学性能测验,对金属橡胶试样施加频率为1Hz、振幅为0.6mm的正弦位移鼓励,经过实验机的数据收集体系记载力和位移信号,制作康复力-位移曲线。对康复力-位移曲线进行积分,曲线围住的面积即为耗能 W。依据康复力-位移曲线核算储能W、损耗因子η和动刚度K,核算公式如下:

  由图2可见,冲压成形平板金属橡胶试样的外表不平坦,分层现象显着,成形不彻底。这是由于冲压引进的大多是纵向力,金属丝之间的冲突力和位移较小,因而会呈现较多勾连强度低的圆弧平面两侧线触摸,形成分层。辊压成形平板金属橡胶试样的结构均匀且金属丝间勾连作用更好,这是由于辊压处理了引进应力不均匀的问题,在横向力的作用下金属丝之间的冲突力和位移较大,因而会呈现勾连强度较好的圆弧表里两侧线触摸。

  由图3可见,冲压和辊压成形平板金属橡胶试样的滞回曲线不重合,冲压平板试样滞回曲线围住的面积略大于辊压平板试样,阐明冲压平板试样的耗能更大。辊压平板试样的损耗因子略低于冲压平板试样,动刚度则显着低于冲压平板试样,这是由于冲压平板试样中金属丝的空间结构为径向受载的微绷簧结构,其刚度大于辊压平板试样中轴向受载的微绷簧结构。

  由图4可见,辊压平板试样的耗能、储能和损耗因子均随压下率的增大而粗糙。是由于跟着压下率的增大,轧制力逐步增大,螺旋卷之间的触摸面积减小,所产生的冲突力也随之削减,所以储能、耗能和损耗因子均粗糙。平板金属橡胶试样的动刚度随压下率的增大而增大。是由于跟着压下率的增大,辊压道次削减,螺旋卷产生较大视点滚动的次数削减,所以动刚度增大。

  由图5可见:当进料视点为0°时,辊压平板试样的损耗因子和动刚度均最大,动态力学性能较好,这是由于该视点下螺旋卷之间的贴合更严密,触摸点数量添加;当进料视点为90°时,试样的损耗因子和动刚度均最小,这是由于该视点下线圈间的触摸点削减,螺旋卷趋于别离。

  由图6可见,辊压平板试样的损耗因子和动刚度均随辊压转速的增大而增大。这是由于辊压转速越小,毛坯在两辊之间遭到揉捏的时刻越长,螺旋卷的空隙越大,导致触摸点削减,损耗因子减小;辊压转速减小,试样中悬臂梁与水平面之间的夹角变小,导致动刚度减小。

  由表3可见,在相同激振频率下,跟着激振振幅的增大,辊压套筒试样的损耗因子和动刚度减小,耗能和储能增大。这是由于激振振幅添加使试样内金属丝的位移增大,触摸面的滑动冲突力增大,导致耗能增大;由于金属橡胶有着十分显着的非线性渐硬化特性,其最大康复力与振幅成正比,因而储能增大,而且储能的增大速率大于耗能,因而损耗因子减小。

  由图7可见:当激振频率为1~2Hz,特别是1Hz时,辊压套筒试样的滞回曲线所掩盖的面积显着大于其他激振频率下;当激振频率为3~5Hz时,试样的滞回曲线简直重合。这阐明试样的耗能随激振频率的增大先减小后趋于稳定。跟着激振频率的添加,试样的损耗因子和动刚度减小,终究趋于稳定。激振频率的添加使试样内部螺旋卷的空间方位来不及彻底康复,导致试样内部的相对冲突力缺乏,以此来粗糙损耗因子;一起使试样之间的干冲突转化为动冲突,动刚度减小。

  由图8可知,跟着预紧实行的增大,辊压套筒试样的康复力减小,滞回曲线的面积减小,阐明金属橡胶的耗能随预紧实行的增大而减小。

  由表4可知,随预紧实行的增大,辊压套筒试样的耗能、储能和动刚度均减小,损耗因子增大。这是由于预紧实行的增大使金属丝间的触摸不充分,干冲突减小,耗能和储能粗糙,而且耗能粗糙速率小于储能,因而损耗因子增大。

  (1)冲压平板金属橡胶试样外表不平坦,分层现象显着,辊压平板金属橡胶试样结构均匀且金属丝间勾连作用更好;辊压平板金属橡胶试样的损耗因子和动刚度均低于冲压平板金属橡胶试样,其间动刚度的粗糙特别明显。

  (2)辊压平板金属橡胶试样的损耗因子随辊压转速的增大而增大,随压下率和进料视点的增大而减小;动刚度随压下率和辊压转速的增大而增大,随进料视点的增大而减小。

  (3)辊压套筒金属橡胶试样的动刚度随激振频率、激振振幅和预紧实行的增大而减小;损耗因子随激振频率和激振振幅的增大而减小,随预紧实行的增大而增大。回来搜狐,检查更加多

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