基于填料网络理论的填充橡胶疲劳特性研究

橡胶制品中很多是在周期性载荷下使用的，材料的疲劳特性往往决定了制品的寿命，研究橡胶材料的疲劳特性对预报结构的寿命及保证制品使用的安全性和可靠性具有重要工程意义；橡胶材料的疲劳问题是热、力耦合问题，而且其中还涉及化学变化问题，理论上是固体力学、损伤力学、橡胶物理和化学等多学科交叉课题，对其中涉及的科学问题研究具有重要的学术价值。本项目以橡胶制品中常用的填充物（炭黑）填充的天然橡胶或合成橡胶为对象，通过试验研究材料的疲劳特性，分析疲劳过程中微结构的变化；研究填料网络的破裂与重构，利用分形、逾渗理论研究填料网络的演化规律。结合填料网络构造的研究，开展填充橡胶疲劳损伤的宏细观关联研究。本研究将阐明填充橡胶疲劳损伤引发和演化的物理和化学机制，建立反映填充橡胶疲劳损伤特点（机械损伤、化学损伤和热损伤耦合）的本构模型，达到对填充橡胶材料寿命进行合理预报的目的。