一种表征橡胶材料阻尼性能的方法及系统

本发明涉及材料性能表征，更具体的说是涉及一种表征橡胶材料阻尼性能的方法及系统。

背景技术：

1、目前，随着国民经济的快速发展和高速机械的广泛运用，振动和噪声的污染日益严重，成为社会公害之一。对于振动和噪声的治理很早就受到人们的关注，使用阻尼材料进行减振处理是常用的技术措施之一。阻尼材料分为很多种，其中，粘弹性阻尼材料是目前工程上最广泛使用的减振降噪材料，而橡胶材料是最常用的一种粘弹性阻尼材料。在阻尼材料的研发过程中需要表征材料阻尼性能的大小。

2、但是，橡胶材料特有的性能是动态力学性能。在交变应力作用下，橡胶材料的应力应变不同步，应变滞后于应力，产生能量损耗，能量损耗的大小可以由材料的动态力学性能表示。为了表征材料的阻尼性能，需要获取其动态力学性能。表征粘弹性材料动态力学性能的参数是复模量m*和损耗因子tanδ，tanδ由损耗模量和储能模量的商表示。该方法需要使用专用的仪器来测量，投资较大，造成测量的不便。该方法的步骤为，制备橡胶材料的哑铃型试样，测量试样工作区的宽度和厚度，并将其输入至动态热机械分析仪(dma)的电脑中。安装试样并调用相应的程序后，dma便按照设定的条件进行测量。

3、因此，如何降低现有技术中表征橡胶材料阻尼性能消耗成本，使测量更方便是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种表征橡胶材料阻尼性能的方法及系统，能够利用橡胶小球的弹跳行为，可以方便的表示在实验温度下橡胶材料的阻尼性能，解决了现有技术中表征橡胶材料阻尼性能消耗成本高、测量不方便的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，包括如下步骤：

4、步骤1：根据待测试橡胶材料制作成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球；

5、步骤2：在室温下将成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球在相同高度处释放，获取硫化橡胶小球的反弹高度；

6、步骤3：通过单一成分固定直径硫化橡胶小球反弹高度所占的质量分数乘积的累加表征硫化橡胶小球的阻尼性能。

7、优选的，所述制作硫化橡胶小球的组成具体包括：待测试橡胶材料100份、填充剂0～60份、功能助剂0～30份。

8、优选的，所述待测试橡胶材料包括：天然橡胶(nr)、丁苯橡胶(sbr)、顺丁橡胶(br)、丁基橡胶(iir)、乙丙橡胶(epdm)、氯丁橡胶(cr)、丁腈橡胶(nbr)、氢化丁腈橡胶(hnbr)、氟橡胶(fkm)、硅橡胶(q)、丙烯酸酯橡胶(acm)中的一种或多种组合。

9、优选的，所述步骤1中硫化橡胶小球固定直径为10mm～30mm。

10、优选的，所述步骤2中高度为0.1m～0.5m。

11、优选的，所述步骤3中通过以下公式完成对硫化橡胶小球的阻尼性能表征；

12、hi＝haxa+ha+1xa+1+…+ha+nxa+n

13、xa+xa+1+…+xa+n＝1

14、其中，hi为生胶体系中橡胶a含量为i时橡胶球的第一次反弹高度，ha为橡胶a制备的橡胶小球的第一次反弹高度，ha+1为橡胶a+1制备的橡胶小球的第一次反弹高度，ha+n为橡胶a+n制备的橡胶小球的第一次反弹高度，xa为橡胶a在生胶体系中的质量分数，xa+1为橡胶a+1在生胶体系中的质量分数，xa+n为橡胶a+n在生胶体系中的质量分数。

15、一种表征橡胶材料阻尼性能的系统，包括：

16、制备模块，用于根据待测试橡胶材料制作成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球；

17、反弹高度模块，用于在室温下将成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球在相同高度处释放，获取硫化橡胶小球的反弹高度；

18、表征模块，用于通过单一成分固定直径硫化橡胶小球反弹高度所占的质量分数乘积的累加表征硫化橡胶小球的阻尼性能。

19、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种表征橡胶材料阻尼性能的方法及系统，利用橡胶小球的弹跳行为，可以方便的表示在实验温度下橡胶材料的阻尼性能，并且可以对共混胶的阻尼性能进行预测。

技术特征：

1.一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，所述制作硫化橡胶小球的组成具体包括：待测试橡胶材料100份、填充剂0～60份、功能助剂0～30份。

3.根据权利要求2所述的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，所述待测试橡胶材料包括：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶中的一种或多种组合。

4.根据权利要求2所述的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，所述步骤1中硫化橡胶小球固定直径为10mm～30mm。

5.根据权利要求1所述的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，所述步骤2中高度为0.1m～0.5m。

6.根据权利要求1所述的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，其特征在于，所述步骤3中通过以下公式完成对硫化橡胶小球的阻尼性能表征；

7.一种表征橡胶材料阻尼性能的系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种表征橡胶材料阻尼性能的方法及系统，涉及材料性能表征技术领域，根据待测试橡胶材料制作成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球；在室温下将成分相同、组成比例不同的固定直径硫化橡胶小球在相同高度处释放，获取硫化橡胶小球的反弹高度；通过单一成分固定直径硫化橡胶小球反弹高度所占的质量分数乘积的累加表征硫化橡胶小球的阻尼性能。本发明提供的一种表征橡胶材料阻尼性能的方法，利用橡胶小球的弹跳行为，可以方便的表示在实验温度下橡胶材料的阻尼性能，解决了现有技术中表征橡胶材料阻尼性能消耗成本高、测量不方便的问题。

技术研发人员：袁晓静,郭晓辉,罗伟蓬,张泽,侯根良,刘广永
受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15