橡膠復合材料的應力一應變與溫度的關系,生熱主要來源于材料內部的滯后損失,構成各種橡膠及其復合材料均是粘彈性材料，周期應力不可避免地產生滯后損失，滯后損失最終轉變成熱能,由于多層復合橡膠制品，橡膠本身又是熱的不良導體，雖然輪胎在滾動過程中存在著熱交換，但當熱交換達到平衡時，內部也達到一定的溫度,在不同部位由于厚度不同，導熱性不同，溫度分布也不同，也就是說存在著溫度場,閉合曲線稱為“滯后圈”，滯后圈的大小即為單位體積的橡膠在每一個拉伸一壓縮循環中所損耗的功，每一周期中損耗的功將變成熱能而使溫度上升即轉化為熱能;
橡膠復合材料的應力一應變與溫度的關系,生熱主要來源于材料內部的滯后損失,構成各種橡膠及其復合材料均是粘彈性材料，周期應力不可避免地產生滯后損失，滯后損失最終轉變成熱能,由于多層復合橡膠制品，橡膠本身又是熱的不良導體，雖然輪胎在滾動過程中存在著熱交換，但當熱交換達到平衡時，內部也達到一定的溫度,在不同部位由于厚度不同，導熱性不同，溫度分布也不同，也就是說存在著溫度場,閉合曲線稱為“滯后圈”，滯后圈的大小即為單位體積的橡膠在每一個拉伸一壓縮循環中所損耗的功，每一周期中損耗的功將變成熱能而使溫度上升即轉化為熱能; 由上述分析可知，對粘彈性材料來說應力、應變狀態與溫度之間有密切的關系,對生熱問題，國內外研究人員進行了多年的探索,由于滾動中的生熱是一個動態的過程，因此無論是制造商還是用戶都希望對其平衡溫度場分布進行模擬計算，從而了解在特定的使用條件下的生熱情況，近年來隨著計算機的發展，溫度場分析又取得了新的進展;運輸帶產品采用有限元法計算各部件在各種使用條件下的溫度場分布，建立能夠概括引起輪胎生熱諸多因素的物理模型，并在此基礎上進行數學描述，建立數學模型，從而進一步了解輪胎生熱與氣壓、速度及負荷等使用條件之間的關系,這樣用戶可以較為全面地了解生熱情況，利于合理使用，延長壽命; 力學對研究的各種結構性能和變形非常重要，近幾年來，人們環保節能意識的增強，要求降低的滾動損失,而損失與熱狀態又是密不可分的，它們互相作用影響消耗和使用性能,滾動損失從表觀上來看與操作條件、結構參數等聯系密切，但從根本上說，損失是由于材料的粘彈滯后性能導致，也就是說和粘彈性應力應變場有關,只有準確地知道內部的應力應變場，才有可能通過進一步的材料粘彈分析計算,了解不同部位的生熱,早期的研究者往往孤立地從力學或熱學著手，通過橡膠輸送帶試驗和解析的方法來探知內部的應力應變場或溫度場,應力應變場和溫度場是相互影響、不可分割的，由此推動了熱力學的發展;熱力學是近20年才發展起來的一門交叉學科，它綜合了計算力學、復合材料力學、傳熱學、結構設計與分析的知識，運用熱、力學耦合分析的方法將力學分析與熱學分析有機地結合起來，關于耐熱運輸帶熱力學耦合分析的總體分析框圖,熱力學的研究任務是：在對橡膠及其復合材料非線性損耗機理了解的基礎上，通過熱力學的方法將力學分析與熱學分析耦合起來進行分析，最后得到在各種條件下的應力應變場、溫度場、接地面形狀、壓力分布以及能量損耗; 在熱力學耦合分析方面的系統研究采用數學模型對熱力學分析進行了如下描述： ①材料性能包括力學性能和熱學性能的溫度相關性； ②溫度的變化導致變形的變化從而形成熱應力； ③橡膠輸送帶廠家應力應變場影響損耗從而影響溫度場，并在這三種耦合分析的基礎上編制了由三個模塊即：變形模塊、損耗模塊、熱模塊組成的有限元程序,通過計算可以進行熱力學耦合分析，預報滾動阻力、內部溫度場、應力一應變、變形和接地信息，從而為設計提供依據。 |
