Влияние условий испытаний на прочностные свойства тонкостенных резиновых изделий

Abstract

Проведено компьютерное моделирование процесса нагружения резиновой мембраны сферическим индентором посредством пакета для конечно-элементного анализа. Показано, что в сложнонапряженном состоянии резины на основе кристаллизующегося каучука СКИ-3 существенно уступают по прочностным свойствам как при отсутствии, так и при наличии концентратора напря- жений резинам на основе аморфного каучука СКМС-30АРК, в то время как при одноосном растяже- нии превосходят их. Выявлено, что в условиях сложнонапряженного состояния, наполненные 40 мас.ч. технического углерода N339 резины на основе каучука СКИ-3 обладают низкой стойкостью к каса- тельным напряжениям, уступая вулканизатам СКМС-30АРК и СКД, что обусловливает низкие проч- ностные свойства резин на его основе в сравнении с прочностными характеристиками, определен- ными в условиях одноосного растяжения. Анализ прочностных свойств резин при наличии концентра- тора напряжений показал, что в условиях сложнонапряженного состояния максимальными значени- ями сопротивления раздиру обладают резины на основе аморфного каучука СКМС-30АРК, превосходя вулканизаты СКИ-3 и СКД по данному показателю, соответственно, в ~ 4 и 2 раза. При одноосном растяжении наиболее важным фактором является способность материала к ориентационному упрочнению, обусловленная регулярностью структуры каучука и наличием усиливающего наполни- теля, а в сложнонапряженном состоянии на первый план, с точки зрения прочностных свойств резин, выходит плотность узлов флуктуационной сетки зацеплений.