短纤维增强气压砂轮铝基体理论基础

短纤维与橡胶混合常用的理论模型有三种:

       (1)串联—并联混合模型;

       (2)随机混合模型;

       (3)纤维单向分布模型。

       短纤维增强橡胶基体的原理是:当复合材料承受外载荷时，外力通常先作用在橡胶基体上，由于短纤维的弹性模量远大于橡胶材料的弹性模量，因此橡胶产生的变形将远大于短纤维产生的变形。较小弹性模量橡胶的变形受到了较大弹性模量的短纤维的制约，于是在两者结合的界面上形成了剪切应力，就这样，通过界面的应力传递，把作用在橡胶基体上的力传递到具有高模量、高强度的短纤维上提出的剪滞模型就是针对短纤维增强中纤维与橡胶基体的应力传递分析最重要的理论模型。

复合气压砂轮铝基体力学性能分析

       利用密炼机制备气压砂轮铝基体所需的复合材料，利用一个专用的模具制备气压砂轮铝基体。本文选用邵氏硬度40 HA的橡胶作为复合材料的基体，参照GB/T 528  2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》中的规定制成哑铃状试样，在试验机上进行拉伸实验。研究表明，当短纤维质量分数未超过10%时，复合材料与橡胶材料相比，其邵氏硬度基本未发生变化。

       为添加不同质量分数的纤维后，复合材料的应变一应力关系曲线图。图所示为未添加任何短纤维时，橡胶材料的应变一应力曲线图，其曲线光滑，几乎未见波动，直到应变量达到goo%以上时材料才发生断裂;图所示为添加g%质量分数的天丝纤维后，复合材料发生断裂时应变量急剧下降。

       所示为，在同等硬度条件下，不同的天丝纤维质量分数对应的复合材料断裂应变量和应变力。对比图可以发现:随着天丝纤维质量分数的增加，复合材料的断裂应力呈现增长的趋势，而断裂应变量则呈现出减小的趋势。断裂应力的增加，表明随着短纤维质量分数的增加，短纤维在改善复合材料柔韧性的同时，也提高了仿形能力，使其更加不容易断裂。断裂应变量减小则是因为在添加了短纤维后，短纤维和橡胶的接触界面产生了剪切应力，改变了橡胶原来的力学状态，使其更容易发生断裂。

       由短纤维增强复合材料的应变一应力关系曲线图可以发现:在初始阶段，短纤维增强复合材料的应力随着应变的提高而快速增长。拉伸曲线在初始阶段可以近似地看成线性关系。http://www.zblansheng.cn/