静态和动态负载挠度

介绍

主要是,橡胶代替了金属,陶瓷和其他刚性材料,因为它将为给定力提供比其他材料更大的挠度。橡胶的大多数用途都是基于此特征的。

在橡胶的许多用途中,刚度变化对于橡胶产品功能并不重要,在这种情况下,岸上持久性硬度规格就足够了。

橡胶用作弹性安装,振动隔离器,阻尼器,冲击垫和许多类似应用的工程材料。如果静态或动态刚度特性对于产品的功能至关重要,则必须确定适当的测试规范。

方法和考虑因素

静态方法

当为产品建立静态负载反射规范外,除硬度要求外,应在产品图纸上陈述载荷反射规范,并在客户和橡胶制造商之间达成协议。静态测试仅是“静态”,因为在进行测量之前,负载申请将静止,或者偏转率通常不超过0.8mm/s(2英寸/min)。这样的测试通常将橡胶置于剪切或压缩中。有几种指定静态负荷转移特性的方法:
  1. 指定每单位挠度的弹簧速率,例如,NM(lb/in)或radian扭矩,例如,NM/RAD(LB-IN/RAD)。
  2. 指定负载以在指定偏转范围内偏转产品。
  3. 指定偏转,导致指定负载范围内的负载。

动态方法

将橡胶用作振动隔离器的应用取决于在动态工作条件下橡胶的行为。

橡胶比在静态模式下动态更稳固。而且,由于静态的动态刚度比随各种化合物而变化,因此建议为此类应用指定橡胶的动态特性。

当指定动态刚度或弹簧速度,并且对于橡胶产品性能至关重要时,必须在客户和橡胶制造商之间建立完整的测量条件和方法。

动态测试有几种方法:
  1. 稳态共振
  2. 免费的衰减共振
  3. 稳态非共振
  4. 反弹评估

影响静态和动态负载挠度特征的因素

年龄

一段时间内橡胶化合物的衰老是一个复杂的过程。衰老的正常净效应是模量或刚度的增加。这种变化的大小取决于所涉及的特定材料和环境条件。

从造型和评估之间应通过的最小小时数,短期年龄也是一个重要因素。根据产品的性质,最低期限将从24小时到168小时不等。

动态历史

橡胶产品的负载反射特性受到该特定产品的工作历史的影响。与后续周期相比,新零件上的初始加载循环或已处于静态状态的零件表明负载触发特性更硬。在静态测试中,这种效果变得稳定,并且在两到四个条件周期后通常可以重复载荷偏转特性。

在动态测试中,通常选择条件周期作为获得可再现结果所需的时间。

温度

温度对弹簧速率产生影响 - 温度越高,弹簧速率越高,温度越低,橡胶产物的弹簧速率越高。

测试条件

以下详细信息必须由产品图或参考规范定义,以确保相关且一致的产品性能评估:
  1. 测试模式
    1. 张力,剪切或压缩。非常需要描述产品取向的示意图。压缩模式下的弹簧速率总是高于剪切模式下的弹簧速率。
    2. 静态或动态
    3. 动态弹簧速率总是高于静态弹簧速率。
  2. 测试水平和控制模式
    1. 应说明静态测试负载水平或变形水平,以及应响应变形的偏转或加载限制的适当限制。
    2. 动态载荷水平应通过向下力的加(+)值和向上力的负( - )值来识别。利用变形控制的动态测试应通过双幅度(总振幅)值指定。
  3. 如果需要,预加载的数量和方向。
  4. 载荷或循环频率的线性或角度速率。
  5. 在测试周期或测试期之前需要的条件周期的性质和数量或持续时间。
  6. 在评估之前,环境测试温度和产品的时间周期保持在测试温度下。
  7. 当要求将要求称为“弹簧速率”时,必须指示绘制切线的负载定义图表上的位置,或者必须指示平均值之间的负载水平。

指定静态和动态公差的方法

如果适用,设计工程师必须指定负载 - 偏转,弹簧速率,测试方法和负载偏转公差。表10列出了用于负载转移公差的三个图纸名称的标准。如果需要阻尼特性作为动态规范的一部分,则通过65个僵硬的零件(Shore A)的零件的商业公差将为±25%,而65个持久性硬度计(Shore A)的商业公差为±30%。

表10
RMA绘图指定负载远程耐受性
绘画幻影 硬度计硬度 公差范围橡胶壁厚6mm(0.25英寸)或越过 公差范围橡胶壁厚在6mm(0.25英寸)下
D1 65硬度计硬度(海岸A)或以下 ±10% ±15% 精度很高。这种紧密的容忍度仅应在异常情况下要求。
高于65的硬度计硬度(海岸A) ±15% ±20%
D2 65硬度计硬度(海岸A)或以下 ±11%至±14% ±16%至±20% 精确
高于65的硬度计硬度(海岸A) ±16%至±19% ±21%至±26%
D3 65硬度计硬度(海岸A)或以下 ±15% ±20% 商业的
高于65的硬度计硬度(海岸A) ±20% ±25%
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