青岛科技大学 橡胶实验十一 压缩疲劳.doc

实验十一 压缩疲劳疲劳性能，是硫化胶一项重要的物理性能。硫化橡胶在周期性应力或应变的作用下，其结构和性能的任何变化就叫做疲劳现象。硫化橡胶疲劳现象的主要表现是硬度或弹性模量等逐渐降低。所谓胶料的疲劳寿命，就是在周期性应力或应变作用下，胶料达到断裂所经历的时间。而橡胶制品的使用寿命，是橡胶制品从开始使用到丧失使用功能所经历的时间。一、实验目的许多橡胶制品，如轮胎、运输带和胶鞋等都是在承受一定的压力和反复变形的情况下使用的。在交变负荷作用下，运输带、覆盖胶等制品会因疲劳而裂口，降低其使用质量。因此对橡胶耐疲劳性能的测定十分必要。1、了解压缩疲劳实验机的结构2、掌握压缩生热的测试原理3、掌握实验数据的处理二、测试原理及实验仪器本实验是将规定的压缩负荷施加到试样上，以一定的振幅和频率对试样进行周期性压缩，然后测定试样在一定时间内的压缩疲劳温升、静压缩变形率、动压缩变形率、永久变形和疲劳寿命。压缩生热试验机如图11-1所示。图11-1压缩生热试验机三、试样制备橡胶压缩疲劳的试样形状为圆柱体，直径是17.8+0.2mm，高是25+0.25mm。试样的应有光滑的表面，不应有缺陷、气泡、缺胶和有杂质等现象。四、测试步骤（1）接通控制箱与电源，使恒温室内温度达到平衡并始终保持在55+1，检查冲程和负荷是否符合本实验条件要求。冲程可选用4.45+0.03mm; 5.71+0.03mm; 6.35+0.03mm。负荷可选用1.00+0.03MPa; 2.00+0.06Mpa。（2）将偏心轮调到最高点，再把25mm高的金属标准块置于下压缩器（上下压板）的中心位置上，调整下压板高度至标准块上与下压板接触，拔下锁针，再继续调整下压板高度使杠杆呈水平状态，此时通过控制箱的调整装置把记录的指针条至零点。（3）插上锁针，调整下压板取出标准块。（4）用厚度计测量试样的高度，准确到0.01mm。（5）试样在恒温室内预热30min，置于下压板的中心位置上，调整下压板至试样上端与上压板接触，拔下锁针。（6）调整下压板的高度，使其退回约2mm后开动电机，此时由于自动平衡装置的作用，在记录纸上绘出初动压缩高度并继续绘出各瞬时的压缩高度。（7）由于自动记时装置的作用，试验进行到25min时自动报警铃响，插上锁针，关闭电机，试验终结。（8）取出试样在恒温室中停放1小时测量试样的高度精确到0.01mm。（9）疲劳寿命的测定：为确保疲劳寿命要进行试样直至出现破坏为止。破坏开始表现为温度曲线的不规则性，压缩变形的显著增加和内部出现空隙。五、结果表示1、压缩疲劳生热（温升）按式（11-1）计算： （11-1）式中：t0恒温室温度，tf试样在25分钟时的实测温度，2、静压缩变形率（%）按式（11-2）计算： （11-2）式中：0试样原高度，mm 1试样静压缩高度，mm3、初动压缩变形率按式（11-3）计算： （11-3）式中：0试样原高度，mm 2试样初动压缩高度，mm4、终动压缩变形率按式（11-4）计算： （11-4）式中：0试样原高度，mm 3试样终动压缩高度，mm5、永久变形按式（11-5）计算： （11-5）式中：0试样原高度，mm； 4试样经压缩完毕后，在标准实验室温下停放1小时的高度，mm.试样数量不少于3个，取其算术平均值作结果。若试样在实验过程中发生破裂，应记录破裂时间，温升和裂口形状。试验中试样的压缩负荷冲程频率和胶料种类都会影响到实验结果值。不同胶料对温升平衡时间的影响较大，压缩屈挠试验的温升是用电偶在柱状试样底部测定的，可以连续测定。试样的温升在中心部位最高，若胶料的热传导性和热辐射性基本接近的话，那在试样底部所测的温度与其中心点所测温度成比例关系。同时试样的温升随时间的增长逐渐达到平衡，平衡时间虽胶料不同而异。填充剂用量少的胶料达到温升平衡时间较短，反之则长，大部分胶