| 摘要 | 第4-8页 |
| ABSTRACT | 第8-15页 |
| 符号说明 | 第24-28页 |
| 第一章 绪论 | 第28-50页 |
| 1.1 课题来源 | 第28页 |
| 1.2 课题背景 | 第28-29页 |
| 1.3 橡胶超弹性本构方程研究进展 | 第29-32页 |
| 1.3.1 基于唯象理论的超弹性本构方程 | 第30页 |
| 1.3.2 基于分子统计理论的超弹性本构方程 | 第30页 |
| 1.3.3 材料试验数据与超弹性方程确定 | 第30-32页 |
| 1.4 橡胶疲劳概述 | 第32-40页 |
| 1.4.1 橡胶疲劳的破坏过程及机理 | 第32-34页 |
| 1.4.2 橡胶疲劳的研究方法 | 第34-37页 |
| 1.4.3 橡胶疲劳寿命的计算 | 第37-40页 |
| 1.4.4 橡胶疲劳的影响因素 | 第40页 |
| 1.5 橡胶滞后温升行为概述 | 第40-45页 |
| 1.5.1 粘弹性机理 | 第41页 |
| 1.5.2 滞后温升理论 | 第41-43页 |
| 1.5.3 滞后温升和滚动阻力研究进展 | 第43-45页 |
| 1.6 有限元模拟方法 | 第45-46页 |
| 1.7 论文的研究目的与内容 | 第46-49页 |
| 1.7.1 研究目的 | 第47页 |
| 1.7.2 研究内容 | 第47-49页 |
| 1.8 论文的创新点 | 第49-50页 |
| 第二章 实验方案与表征方法 | 第50-62页 |
| 2.1 实验原材料及配方 | 第50-51页 |
| 2.1.1 原材料 | 第50页 |
| 2.1.2 配方 | 第50-51页 |
| 2.2 实验设备及仪器 | 第51-52页 |
| 2.3 实验工艺 | 第52-53页 |
| 2.3.1 炭黑填充天然橡胶纳米复合材料的制备 | 第52页 |
| 2.3.2 实心橡胶轮胎的制备 | 第52-53页 |
| 2.4 材料表征与性能测试 | 第53-62页 |
| 2.4.1 硫化曲线测试 | 第53页 |
| 2.4.2 密度测试 | 第53页 |
| 2.4.3 单轴拉伸,平面拉伸和等双轴拉伸应力应变曲线测试 | 第53-54页 |
| 2.4.4 单轴压缩应力应变曲线测试 | 第54页 |
| 2.4.5 圆柱型橡胶试件的蠕变测试 | 第54页 |
| 2.4.6 拉伸回复应力应变曲线测试 | 第54页 |
| 2.4.7 橡胶样条单轴拉伸疲劳测试 | 第54-55页 |
| 2.4.8 疲劳裂纹扩展速率-撕裂能曲线测试 | 第55-57页 |
| 2.4.9 导热系数测试 | 第57页 |
| 2.4.10 比热容测试 | 第57页 |
| 2.4.11 橡胶加工分析仪(RPA) | 第57页 |
| 2.4.12 动态机械热分析仪(DMTA) | 第57-58页 |
| 2.4.13 圆柱型橡胶试件的滞后温升测试 | 第58-59页 |
| 2.4.14 实心轮胎滚动阻力和表面温升测试 | 第59-62页 |
| 第三章 橡胶纳米复合材料力学本构方程的研究 | 第62-90页 |
| 3.1 引言 | 第62页 |
| 3.2 超弹性本构方程的确定 | 第62-64页 |
| 3.2.1 实验数据 | 第62-63页 |
| 3.2.2 超弹性本构方程 | 第63-64页 |
| 3.3 圆柱型橡胶试件的压缩变形分析 | 第64-75页 |
| 3.3.1 单轴拉伸数据拟合本构方程及计算结果 | 第66-68页 |
| 3.3.2 单轴压缩数据拟合本构方程及计算结果 | 第68-70页 |
| 3.3.3 单轴拉伸,平面拉伸及等双轴拉伸数据拟合本构方程及计算结果 | 第70-75页 |
| 3.3.4 圆柱型橡胶试件单轴压缩变形分析小结 | 第75页 |
| 3.4 实心橡胶轮胎的压缩变形分析 | 第75-78页 |
| 3.4.1 实心橡胶轮胎压缩变形的有限元模型 | 第76-77页 |
| 3.4.2 实心橡胶轮胎压缩变形分析结果 | 第77-78页 |
| 3.5 裂纹尖端的J积分分析结果 | 第78-81页 |
| 3.5.1 含裂纹平面拉伸试样的有限元模型 | 第78-79页 |
| 3.5.2 裂纹尖端工程应变和Mises应力 | 第79-80页 |
| 3.5.3 平面拉伸试样裂纹尖端J积分值 | 第80-81页 |
| 3.6 循环加载的橡胶材料本构行为及数值拟合 | 第81-88页 |
| 3.6.1 橡胶材料拉伸回复行为的实验数据 | 第82-83页 |
| 3.6.2 橡胶材料拉伸回复行为的有限元模型 | 第83页 |
| 3.6.3 橡胶材料拉伸回复行为的本构方程拟合 | 第83-88页 |
| 3.7 本章小结 | 第88-90页 |
| 第四章 橡胶纳米复合材料的疲劳寿命及其波动性的研究 | 第90-108页 |
| 4.1 引言 | 第90页 |
| 4.2 橡胶材料疲劳寿命分析流程 | 第90-94页 |
| 4.2.1 橡胶疲劳裂纹扩展理论 | 第91-92页 |
| 4.2.2 橡胶疲劳寿命分析流程图 | 第92-93页 |
| 4.2.3 疲劳寿命计算结果的可视化 | 第93-94页 |
| 4.3 哑铃型圆柱天然橡胶试件疲劳寿命波动性分析 | 第94-106页 |
| 4.3.1 有限元模型的建立 | 第94-96页 |
| 4.3.2 载荷比为0时疲劳寿命结果的云图显示 | 第96-97页 |
| 4.3.3 载荷比为0时疲劳寿命的计算结果与实验数据的对比 | 第97-98页 |
| 4.3.4 载荷比为0时裂纹前兆体的尺寸分布 | 第98-100页 |
| 4.3.5 Thomas模型的幂律指数与载荷比的关系 | 第100-102页 |
| 4.3.6 载荷比大于0时疲劳寿命的计算结果与实验数据的对比 | 第102-104页 |
| 4.3.7 载荷比大于0时裂纹前兆体的尺寸分布 | 第104-106页 |
| 4.4 本章小结 | 第106-108页 |
| 第五章 圆柱型橡胶试件滞后温升的有限元分析 | 第108-130页 |
| 5.1 引言 | 第108-109页 |
| 5.2 橡胶材料滞后温升的机理和方法 | 第109-110页 |
| 5.2.1 橡胶材料的滞后温升机理 | 第109页 |
| 5.2.2 热力耦合分析法 | 第109-110页 |
| 5.3 圆柱型橡胶试件滞后温升的有限元分析 | 第110-116页 |
| 5.3.1 有限元模型的建立 | 第111-113页 |
| 5.3.2 生热速率的确定 | 第113-115页 |
| 5.3.3 热传递分析的建立 | 第115-116页 |
| 5.3.4 圆柱型橡胶试件表面温度和芯部温度的实验验证结果 | 第116页 |
| 5.4 圆柱型橡胶试件滞后温升的有限元分析结果 | 第116-124页 |
| 5.4.1 稳态温度分布云图和瞬态温升曲线 | 第117-118页 |
| 5.4.2 基于蠕变效应的滞后温升算法修正 | 第118-121页 |
| 5.4.3 基于动态模量软化效应的温升算法修正 | 第121-124页 |
| 5.5 参数化数值实验 | 第124-128页 |
| 5.5.1 比热容对温升曲线的影响 | 第124-125页 |
| 5.5.2 导热系数对温升曲线的影响 | 第125-126页 |
| 5.5.3 滞后因子对温升曲线的影响 | 第126-128页 |
| 5.6 本章小结 | 第128-130页 |
| 第六章 实心橡胶轮胎滞后温升和滚动阻力的有限元分析 | 第130-150页 |
| 6.1 引言 | 第130页 |
| 6.2 实心橡胶轮胎瞬态温升和滚动阻力的热力耦合分析法 | 第130-132页 |
| 6.2.1 实心橡胶轮胎滞后温升复杂性分析 | 第130-131页 |
| 6.2.2 热力耦合分析法计算瞬态温升和滚动阻力流程图 | 第131-132页 |
| 6.3 实心橡胶轮胎滞后温升和滚动阻力的有限元分析 | 第132-142页 |
| 6.3.1 变形分析有限元模型的建立 | 第132-133页 |
| 6.3.2 应变加载幅值的傅里叶正弦级数拟合 | 第133-136页 |
| 6.3.3 生热速率的确定 | 第136-138页 |
| 6.3.4 滚动阻力的计算 | 第138页 |
| 6.3.5 热传递分析的建立 | 第138-139页 |
| 6.3.6 实心橡胶轮胎的瞬态温度和滚动阻力的实验结果 | 第139-142页 |
| 6.4 实心橡胶轮胎滞后温升和滚动阻力的分析结果 | 第142-146页 |
| 6.4.1 稳态温度分布云图 | 第142页 |
| 6.4.2 瞬态温升曲线和滚动阻力下降曲线 | 第142-143页 |
| 6.4.3 压缩位移和转速对于滞后温升和滚动阻力的影响 | 第143-146页 |
| 6.5 参数化数值实验 | 第146-149页 |
| 6.5.1 导热系数对实心轮胎表面和芯部稳态温升的影响 | 第147-148页 |
| 6.5.2 滞后因子对实心轮胎表面和芯部稳态温升及滚动阻力的影响 | 第148-149页 |
| 6.6 本章小结 | 第149-150页 |
| 第七章 结论 | 第150-154页 |
| 7.1 结论 | 第150-152页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第152-154页 |
| 参考文献 | 第154-166页 |
| 致谢 | 第166-168页 |
| 研究成果及发表的学术论文 | 第168-172页 |
| 作者和导师简介 | 第172-176页 |
| 附件 | 第176-177页 |
