橡胶疲劳寿命的有限元分析与实验研究

橡胶耐疲劳性能影响因素

橡胶耐疲劳性能影响因素 就橡胶材料而言，疲劳寿命是指橡胶材料在重复变形的过程中，当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时，疲劳过程开始，以至于最后达到破坏。这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。 橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播和扩展而导致的。按照分子运动论的观点，橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂，即试样在受到周期应力一应变作用过程中，应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹，继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。裂纹发展是一个随着时间而发展，涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。这一微观发展过程在宏观上的表现是，橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中，裂纹穿过试样不断扩展，直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。 橡胶材料的动态疲劳过程一般可以分为三个阶段：第一阶段是应力剧烈变化，出现橡胶材料在应力作用下变软的现象；第二阶段是应力缓慢变化，橡胶材料表面或内部产生微裂纹，经常称之为破坏核；第三阶段是微裂纹发展成为裂纹并连续不断地扩展开，直到橡胶材料完全出现断裂破坏现象，最后这一阶段是橡胶材料疲劳破坏的最重要的阶段。 使用炭黑填充的天然橡胶硫化胶在一定负荷下多次拉伸变形时，橡胶的物理机械性能在疲劳过程中，拉伸强度先是逐步上升的，经过一个极大值后再开始下降，而撕裂强度、动态弹性模量和力学损耗因子的变化则相反。在疲劳过程中，胶料的拉伸强度几乎保持不变。300％定伸应力的疲劳开始阶段明显增大，然后增大趋于缓慢；扯断伸长率则随疲劳周期的变化而下降，在高应变疲劳条件下，具有拉伸结晶性的橡胶抗疲劳破坏性能较好。未使用补强剂补强的橡胶材料，其破坏形态一般表现为塑性破坏，而使用炭黑或其它活性填料作补强剂的橡胶材料则表现为脆性破坏，且随着各种防老剂的加入，其破坏形态由脆性破坏逐步向准塑性破坏形态转变。 天然橡胶在受到一定频率的应力作用的条件下，由于分子链的内摩擦而生热是其动态疲劳破坏的另外一种因素。当疲劳生热的温度低于120℃时，天然橡胶制品内部将发生化学交联键的结构变化，主要是发生交联键及链段的热裂解反应，首先是多硫交联键减少，而单、双键逐渐增加。总的表现是交联键的密度在增加，宏观的表现为胶料的硬度和定伸应力增加。由于胶料内部发生了以上微观结构的变化，从而进一步造成产品内部的生热继

加速老化试验预测橡胶使用寿命(自己翻译过来的)

加速试验预测橡胶组件的使用寿命（翻译的） 摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用三元乙丙橡胶（EPDM），丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。为了预测EPDM，NBR的使用寿命，对这两种橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。 关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。 符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度 I 前言 橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。广义上讲，橡胶的老化是这些因素的一个加和。这些因素具体起到了多大的作用，很难计算出来。它们的分类可以见表1。 表1 橡胶老化因素表 中，直到这些橡胶组件被替换下来之前，它们必须保持足够的物理机械性能，但是受到温度、湿度、紫外光、臭氧、化学物质、载荷的影响，它们的使用寿命又很难估算。所以找到橡胶的统一属性和它处于的环境影响，并预计它的寿命显得非常重要。通过对橡胶材料降解老化的研究，可以为提高使用寿命，增加可靠性提供必要的条件。 橡胶硫磺硫化体系形成的交联网络，随着热老化的不断进行而发生着改变。受到热老化后，高硫磺含量硫化体系形成的交联网络的变化要大于低硫磺含量硫化体系所形成的交联网络。 为了解决工程实践中的一些问题，橡胶材料物理性能受老化影响的程度，橡胶组件使用

疲劳分析方法

疲劳寿命分析方法 摘要：本文简单介绍了在结构件疲劳寿命分析方法方面国内外的发展状况,重点讲解了结构件寿命疲劳分析方法中的名义应力法、局部应力应变法、应力应变场强度法四大方法的估算原理。 疲劳是一个既古老又年轻的研究分支，自Wohler将疲劳纳入科学研究的范畴至今，疲劳研究仍有方兴未艾之势，材料疲劳的真正机理与对其的科学描述尚未得到很好的解决。疲劳寿命分析方法是疲分研究的主要内容之一，从疲劳研究史可以看到疲劳寿命分析方法的研究伴随着整个历史。 金属疲劳的最初研究是一位德国矿业工程帅风W.A.J.A1bert在1829年前后完成的。他对用铁制作的矿山升降机链条进行了反复加载试验，以校验其可靠性。1843年，英国铁路工程师W.J.M.Rankine对疲劳断裂的不同特征有了认识，并注意到机器部件存在应力集中的危险性。1852年-1869年期间，Wohler对疲劳破坏进行了系统的研究。他发现由钢制作的车轴在循环载荷作用下，其强度人大低于它们的静载强度，提出利用S-N 曲线来描述疲劳行为的方法，并是提出了疲劳“耐久极限”这个概念。1874年，德国工程师H.Gerber开始研究疲劳设计方法，提出了考虑平均应力影响的疲劳寿命计算方法。Goodman讨论了类似的问题。1910年，O.H.Basquin提出了描述金属S-N曲线的经验规律，指出：应力对疲劳循环数的双对数图在很大的应力范围内表现为线性关系。Bairstow通过多级循环试验和测量滞后回线，给出了有关形变滞后的研究结果，并指出形变滞后与疲劳破坏的关系。1929年B.P.Haigh研究缺口敏感性。1937年H.Neuber指出缺口根部区域内的平均应力比峰值应力更能代表受载的严重程度。1945年M.A.Miner 在J.V.Palmgren工作的基础上提出疲劳线性累积损伤理论。L.F.Coffin和S.S.Manson各自独立提出了塑性应变幅和疲劳寿命之间的经验关系，即Coffin—Manson公式，随后形成了局部应力应变法。 中国在疲劳寿命的分析方面起步比较晚，但也取得了一些成果。浙江大学的彭禹，郝志勇针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取以及在真实工作环境下的疲劳寿命等问题，以发动机曲轴部件为例，提出了一种以有限元方法，动力学仿真分析以及疲劳分

NBR加速老化试验预测橡胶使用寿命

加速老化预测NBR橡胶的使用寿命 摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用，丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。为了预测NBR的使用寿命，对NBR橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。 关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。 符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度 k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度 I 前言 橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。广义上讲，橡胶的老化是这些因素的一个加和。这些因素具体起到了多大的作用，很难计算出来。它们的分类可以见表1。 表1 橡胶老化因素表 冷冻机中空压机部分所使用的橡胶组件的使用寿命是它的一项关键指标。在使用过程中，直到这些橡胶组件被替换下来之前，它们必须保持足够的物理机械性能，但是受到温度、湿度、紫外光、臭氧、化学物质、载荷的影响，它们的使用寿命又很难估算。所以找到橡胶的统一属性和它处于的环境影响，并预计它的寿命显得非常重要。通过对橡胶材料降解老化的研究，可以为提高使用寿命，增加可靠性提供必要的条件。 橡胶硫磺硫化体系形成的交联网络，随着热老化的不断进行而发生着改变。受到热老化后，高硫磺含量硫化体系形成的交联网络的变化要大于低硫磺含量硫化体系所形成的交联网络。

基于填充橡胶中炭黑分散程度的橡胶疲劳破坏模型

第38卷第6期2011年6月世界橡胶工业World Rubber Industry Vol．38No．6：20 23 Jun．2011 檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨殎殎 殎 殎 理论研究基于填充橡胶中炭黑分散程度 的橡胶疲劳破坏模型 关兵峰，马国富，魏荣梅，陈兵勇 （中国航天科技集团四院四十二所，湖北襄樊441003） 摘要： 该文研究了炭黑分散程度对橡胶疲劳性能的影响，利用SEM （扫描电子显微镜）研究了 橡胶疲劳前后炭黑形态的变化。从断裂力学理论角度，提出了一种基于炭黑分散程度对橡胶疲劳寿命影响的橡胶疲劳破坏模型，结合已报道过的实验对此模型的合理性进行了分析。 关键词： 炭黑分散程度；疲劳；模型 中图分类号：TQ 330．1+ 3 文献标识码：B 文章编号：1671-8232（2011）06-0020-04橡胶制品具有独特的高弹性因而在各种减振领域有着广泛的应用，了解橡胶材料的疲劳破坏机理有助于人们设计出疲劳寿命更长的橡 胶材料［1］ 。目前， 被人们广泛接受的疲劳机理主要是断裂力学理论及唯象理论 ［2］ 。尽管出 发点不同，但这二种理论均认为疲劳破坏源于 外加因素的作用，使橡胶内部的微观缺陷或薄弱处逐渐遭到破坏。由于橡胶材料的疲劳寿命受多种因素的影响 ［3］ ，破坏机理可能大相径 庭，本文从炭黑分散程度对疲劳寿命影响的实验出发，借助SEM （电子显微镜）研究了橡胶疲劳前后微观结构的变化，综合文献中报道的一些实验，提出了一个基于炭黑分散程度对疲劳性能影响的橡胶疲劳破坏模型。 1 实验 1．1 基本配方及试样制备 胶料基本配方：NR ， 100；促进剂CZ ，1．5；促进剂M ， 1．2；硫磺，2；防老剂D ，2；硬脂酸，2．5；氧化锌，5；N330，50。原材料牌号及产地为天然橡胶，标准胶5# ，云南农垦产品；炭黑，N330，龙星炭黑公司产品；其他配合剂均为市售工业品级。 使用XK160型开炼机按常规步骤制备混炼胶，硫化条件为：160??t 90?20MPa ，试片放 置24h 后进行疲劳寿命测定。 1．2仪器及性能测试 疲劳寿命 使用江都明珠实验机械厂生产 的立式疲劳试验机测定试样的定伸疲劳，测定条件：温度25?；80%定伸；频率， 4Hz 。混炼胶应变扫描采用美国TA 公司生产 的ARES 高级扩展流变仪进行测试，测试条件：温度80?，频率1Hz ，试样厚度为2?0．1mm 。采用日本JSM —6030LV 型SEM ，在试样新 切出的断面表面喷金后进行观察，疲劳后试样切面与拉伸方向平行。 2 疲劳模型的提出 2．1 炭黑分散程度对橡胶疲劳寿命的影响 根据Palmegren 的观点［4］ ，填料与橡胶的 混炼工艺可分混入、分散、混合和塑化四个阶 段。通常使用开炼机进行混炼的步骤为：生胶使用小辊距薄通使之包辊后，逐步放大辊距，加入各种配合剂进行混炼。待胶料吃粉完毕后再进行薄通使填料均匀分散。混入阶段可理解为 橡胶在较大辊距下的“吃粉” 过程。因此，可以通过控制薄通次数来获得不同分散程度的样品，制备大批混炼胶至吃粉结束后，将其分为八 份，每份进行X 遍薄通后编号FX ，对不同薄通次数的样品进行应变扫描，结果如图1所示。

橡胶耐疲劳性

橡胶耐疲劳性 橡胶担当交变循环应力或应变时所引起的局部构造改变和内部缺陷的成长经过，称为橡胶的疲钝。在动态拉伸、压缩、扭曲和剪切作用下，橡胶制品的性能和构造会产生改变，或发生毁坏，这便是所谓的疲钝毁坏。它使质料的力学性能降低，并最终导致龟裂或完全断裂。 橡胶的疲钝实质是受力和热的作用时橡胶发生老化的表象，包罗了屈挠疲钝和老化疲钝。橡胶发生疲钝的条件许多，比方，伸长或压缩；周期性的外力作用等。假使统一种橡胶在分歧疲钝条件下，再现的耐疲钝性也纷歧样，如自然橡胶和丁苯橡胶经重复变形时，重复变形小，丁苯橡胶的耐疲钝毁坏优于自然橡胶；而重复变形大，自然橡胶的耐疲钝毁坏性则优于丁苯橡胶。因此务必凭据分歧疲钝条件选择最适宜的橡胶。 硫化胶的疲钝寿命与其物理机械性能亲密联系。刚度对疲钝寿命有双重影响：在恒定应变条件下，增加刚度，导致应力增大，会低落硫化胶的疲钝寿命；在恒定应力振幅条件下，增加刚度，导致应变低落，能抬高硫化胶的疲钝寿命。拉伸强度和扯破强度的增加，普通都能抬高疲钝寿命。在应力振幅较高的条件下，硫化胶的强度性能对疲钝毁坏格外重要。由于在动态条件下，存在一个最大扯破强度临界值。硫化胶的强度超出这个临界值时就不出现裂纹扩展；一致则会较快地出现裂纹扩展。扯断伸长率普通也与疲钝寿命成正比。在别的条件相似的情形下，滞后性能的增长，能阻缓裂纹扩展，抬高疲钝寿命。 硫化体系对耐疲钝性能的影响很大，古代硫化体系的硫化胶要比有用硫化体系和过氧化物硫化体系的硫化胶耐疲钝性能好。在恒定形变条件下，硫化胶的疲钝寿命随定伸应力值低落而增长。在恒定应力的条件下，硫化胶的疲钝寿命随定伸应力增加而增长。由于变形与定伸应力成反比，在给定应力下，较高定伸应力的橡胶变形较小，有利于疲钝寿命的抬高。 普通说来，高耐磨炉黑比槽法炭黑的疲钝寿命长；增加增添剂的硫化胶其耐疲钝性能有所抬高。采纳极性、软化点高的软化剂可改良疲钝性能。 防老剂因压制了氧化老化和臭氧老化等疲钝所发生的化学反响，故抬高了橡胶的耐疲钝性能。硫化胶的疲钝毁坏是在局部产生的，因此能敏捷迁徙的防老剂，对防备硫化胶永劫间疲钝老化相当有用。但是，这时防老剂从制品外观挥发的速率和被液体介质冲洗的速率也会随之加速。普通宜采纳芳基烷基苯二胺或二烷基-对苯二胺类防老剂。

橡胶老化研究的方法

橡胶老化研究的方法 在早期的老化研究中主要用吸氧量来表征橡胶老化的速度和程度。该方法有一定的优点，但也存在很大的缺陷，胶料的氧化速度很低，是可以说明它的耐热老化性很好，但氧化速度很高并不能说明胶料的耐老化性很差，这是因为不同胶料发生氧化反应的机理不同，相同摩尔量的胶料消耗氧的量不同。某宏观表现为有些胶料在一定条件下吸收了相对较多的氧气，但胶料的物理机械性能变化并不显著。大约在2O世纪2O年代前后,人们开始重视橡胶物理机械性能变化规律的研究。就在此时吉尔(Gerr)烘箱问世，产生烘箱加速老化方法，同时又有氧弹加速老化和空气弹加速老化方法的出现。经过Schoch等人长时间的人工加速老化与实际自然老化研究表明，烘箱加速老化与实际自然老化最接近，因此橡胶加速老化研究多以提高烘箱温度的加速老化方法为主。 1、橡胶老化的性能变化与评价方法 由于橡胶老化的复杂性、试验和测试手段的限制，人们对老化规律的认识有一定的片面性和反复性，加之要与自然老化相对照，试验周期较长，所以在耐老化性评定方面特别是在定量计算上的研究，在2O世纪5O年代以前的进展是相当缓慢的。 在5O年以前主要是研究橡胶在非受力状态下的老化，测定的性能为拉伸强度S、扯断伸长率E、定伸应力M、抗张积SE、硬度H等。由于橡胶密封零件在航空航天等现代工业技术中的广泛应用，橡胶在受力状态下的老化引起人们的特别重视，因此在近3O年里对橡胶应力松驰和压缩水久变形的研究较多，而且橡胶老化程度与测试数据相符。 Thomas S．Gates等人认为运用人工加速老化的方法研究材料性能指标的变化规律，对于新材料的筛选和制品长期老化性的评定有重要的指导性。李咏今也强调运用橡胶老化性能变化的基本规律解决一些实际问题，他认为只有认识和掌握了橡胶热氧老化性能变化的一些基本规律，才能建立橡胶性能变化或制品寿命的快速预测方法；才能正确地评定硫化橡胶的耐热老化性；才能在试验室里研究硫化橡胶在常温下的化学变化行为。 在橡胶制品规格试制或橡胶原材料应用研究中需要判断和比较不同材料耐热老化性孰优孰劣，以达到材料筛选的目的，这是对橡胶材料耐热老化性的定性评定。随着航天和航空等现代技术的发展，对产品的可靠性要求愈来愈高，因此在某些橡胶制品试制中，满足一定贮存期或使用期要求成为技术条件之一。这就需要在配方设计的同时进行性能变化或寿命预测，这种预测就是对橡胶耐热老化性的定量评定。因此橡胶耐热老化性评定方法研究是橡胶应用研究中的一个重要

橡胶制品设计与制造

轮胎断面及各部位的名称作用 胎体，缓冲层，帘布层；台面；胎圈。 缓冲层，增加胎冠强度，分散载荷及各种应力 帘布层，是轮胎的骨架，分散载荷和各种力，如牵引力等 胎面胶，缓冲地面带来的震动和冲击 胎侧胶，防止遇高障碍物时损伤，提高其抗机械损伤能力 钢丝圈，提高胎圈的强度和刚度 子午胎与斜交胎的结构区别，胎冠角，斜交胎胎体帘布层和缓冲层，48-54，子午胎胎体帘布层0，带束层近似90,70-78，帘布层数，斜交胎多且多为偶数，子午胎少，可奇数，可偶数。 子午胎的优缺点，优点，减震性好，耐磨性好，抓着性好，行驶温度低，寿命长。缺点，胎侧侧向稳定性差，易裂口。 轮胎表示，传统表示，断面宽-“-”或“R”-轮辋直径，国际标准，断面宽/扁平率，R，轮辋直径，载荷指数，速度标记 无内胎轮胎的结构特点，没有内胎，将空气直接冲入外胎内腔中，有密封条，着和紧密，轮胎内部有内衬层，保持气密性 无内胎轮胎性能特点，行驶安全，行驶温度低，减震性好，耐磨性好，抓着性好，寿命长，胎体软， 有内胎轮胎组成，外胎，内胎，垫带，外胎直接与地面接触，耐磨，耐老化，耐蚀，支撑车辆载荷。内胎，位于轮辋与外胎之间，充入气体后分散载荷和冲击。垫带，位于内胎与轮辋之间，防止内胎磨损和挤压。 轮胎按用途分，轿车胎，轻型载重汽车胎，载重汽车和公共汽车胎，工业机械胎，越野汽车胎，农业林业汽车胎。 轮辋作用，将车轮和轮胎组合成一个整体，支撑车辆载荷，传递牵引力，制动力等，类型有整体式，对开式，多件式 什么是负荷能力，轮胎承受法相负荷大小的能力 法向变形，在法向负荷作用下，轮胎断面宽增加和断面高减小的形变 周向变形，在法向负荷作用下，轮胎断面在滚动方向上的扭曲变形 侧向形变，在侧向力作用下，轮胎断面发生倾斜的变形 角向变形，由于侧向偏离，接触面轮胎胎面中心线的变形 提高充气压力，能够提高负荷能力，为什么不能过大，充气压力过大，会使胎面与接触面接触面积变小，造成应力集中，使轮胎行驶里程下降，并且使轮胎易损坏，降低轮胎寿命什么是动半径，在滚动作用下，轮轴中心到接触面之间的距离 静半径，在法向负荷作用下，轮轴中心到接触面之间的距离 自由半径，没有任何负荷作用下，轮轴中心到接触面之间的距离 滚动损失的原因，轮胎变形，到路变形，轮胎与路面滑移 滚动损失的形式，分子摩擦，机械摩擦，充气轮胎压缩 滚动损失对轮胎的影响，易造成早起损坏，由于滚动损失，轮胎发生复杂变形和生热，而轮胎式热的不良导体，热量积累，轮胎问题升高，长时间在高温下行驶，易造成脱层，爆胎，氧化，轮胎损坏 断面宽B比B德选取 符合实际，选取适当，使胎侧受应力少些，将应力集中与胎冠 花纹设计原则，耐磨，纵横两向不打滑，噪音低，自洁性好，生热低，散热快，美观，抓着性好，运行平稳。

橡胶件的静、动态特性及有限元分析

橡胶件的静、动态特性及有限元分析 北方交通大学 硕士学位论文 　 橡胶件的静、动态特性及有限元分析 　 姓名：郑明军 申请学位级别：硕士 专业：车辆工程 指导教师：谢基龙 　 2002.2.1 file:///E|/Material/new download/Y476948/Paper/pdf/fm.htm2007-7-3 11:31:00

目录 文摘 英文文摘 第一章绪论 1.1引言 1.2选题背景 1.3本论文的主要研究内容第二章橡胶类材料的本构关系 2.1引言 2.2橡胶材料的本构关系2.2.1橡胶材料的统计理论2.2.2橡胶材料的唯象理论2.3橡胶材料的应力应变关系2.4小结 第三章非线性橡胶材料的有限单元法 3.1引言 3.2非线性橡胶材料的罚有限元法3.3非线性橡胶材料的混合有限元法3.4非线性橡胶材料的杂交有限元法 3.5ANSYS软件的非线性有限元分析方法3.6小结 第四章橡胶材料常数的研究 4.1引言 4.2测定橡胶材料常数的实验方法 4.3 Mooney-Rivlin型橡胶材料常数C1和C2的测定4.4橡胶硬度对Mooney-Rivlin型橡胶材料常数的影响 4.4.1橡胶硬度与弹性模量的关系4.4.2橡胶柱的压缩试验 4.4.3橡胶柱的有限元分析 4.4.4橡胶支座的有限元分析 4.4.5不同硬度下橡胶材料常数C1和C2的确定5小结 第五章橡胶夹层的断裂分析 5.1引言 5.2双悬臂橡胶夹层梁的有限元分析5.2.1试验研究 5.2.2有限元分析 5.2.3计算结果分析 5.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.3.1双悬臂橡胶夹层梁界面J积分5.3.2双悬臂橡胶夹层梁应变能释放率G 5.3.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.4双剪切橡胶夹层的有限元分析 5.5双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 5.5.1双剪切橡胶夹层界面断裂韧性 5.5.2双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 6小结 第六章橡胶弹性车轮动态特性分析 6.1引言 6.2橡胶弹性车轮的特点 6.3橡胶弹性车轮的结构 6.4橡胶弹性车轮的有限元分析6.4.1橡胶弹性车轮的有限元分析 6.4.2橡胶弹性车轮的减振效果 6.4.3橡胶硬度对弹性车轮动态特性的影响6.5小结 第七章结论 7.1橡胶材料常数的研究 7.2橡胶夹层的断裂分析 7.3橡胶弹性车轮动态特性分析 参考文献 致谢

橡胶疲劳的一些问题

天然橡胶 就橡胶材料而言，它是指橡胶材料在重复变形的过程中，当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时，疲劳过程开始，以至于最后达到破坏。这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。 橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播和 扩展而导致的。按照分子运动论的观点，橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂，即试样在受到周期应力一应变作用过程中，应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹，继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。裂纹发展是一个随着时间而发展，涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。这一微观发展过程在宏观上的表现是，橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中，裂纹穿过试样不断扩展，直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。 橡胶材料的动态疲劳过程一般可以分为三个阶段：第一阶段是应力剧烈变化，出现橡胶材料在应力作用下变软的现象；第二阶段是应力缓慢变化，橡胶材料表面或内部产生微裂纹，经常称之为破坏核；第三阶段是微裂纹发展成为裂纹并连续不断地扩展开，直到橡胶材料完全出现断裂破坏现象，最后这一阶段是橡胶材料疲劳破坏的最重要的阶段。 使用炭黑填充的天然橡胶硫化胶在一定负荷下多次拉伸变形时，橡胶的物理机械性能在疲劳过程中，拉伸强度先是逐步上升的，经过一个极大值后再开始下降，而撕裂强度、动态弹性模量和力学损耗因子的变化则相反。在疲劳过程中，胶料的拉伸强度几乎保持不变。300％定伸应力的疲劳开始阶段明显增大，然后增大趋于缓慢；扯断伸长率则随疲劳周期的变化而下降，在高应变疲劳条件下，具有拉伸结晶性的橡胶抗疲劳破坏性能较好。未使用补强剂补强的橡胶材料，其破坏形态一般表现为塑性破坏，而使用炭黑或其它活性填料作补强剂的橡胶材料则表现为脆性破坏，且随着各种防老剂的加入，其破坏形态由脆性破坏逐步向准塑性破坏形态转变。 天然橡胶在受到一定频率的应力作用的条件下，由于分子链的内摩擦而生热是其动态疲劳破坏的另外一种因素。当疲劳生热的温度低于120℃时，天然橡胶制品内部将发生化学交联键的结构变化，主要是发生交联键及链段的热裂解反应，

橡胶寿命预测研究方法

橡胶寿命预测研究方法 曲明哲 （沈阳产品质量监督检验院，辽宁沈阳110022） 橡胶原产于橡胶树，古时候人们就从橡胶树上取得胶乳，制成各种简易的生活用具，如盛水器等；随着科学技术的发展，出现了合成橡胶，于是橡胶就分成两类，产于橡胶树的叫天然胶，工业合成的叫合成胶，而合成胶由于合成原料的不同，又分为氯丁橡胶、硅橡胶 等许多种。由于橡胶制品弹性好， 强度高，易加工等特点，橡胶制品已广泛应用于各个领域，比如民用、工业、工程、军工等。应用在这些 领域中的橡胶制品起着密封、 减震等重要作用，我国早在上世纪九十年代就开始对橡胶密封制品生产企业进行生产许可证制度，严格要求企业持续、稳定生产质量合格产品，以保证人们生命、财产的安 全。然而， 作为一种高分子材料，橡胶制品特别易老化，而且老化后的橡胶将极大的损失其作为优点的弹性、强度等性能。因此了解橡胶的老化机理，确定橡胶制品的大概使用年限和储存时间，对于保障人们生命、财产安全有着重要的意义。 1橡胶老化的原因： 第一、 橡胶老化的内因。橡胶材料本身结构上的弱点，如化学组成（高分子链的组成元素）、分子链结构（分子链的长度、构象及有机基团在链上的分布）、物理结构（结晶性、玻璃化温度及卷曲程度）；加工后橡胶中产生的新弱点（高分子链断裂及氧化等）；添加剂如抗氧剂、增塑剂、交联剂及有机溶剂等对材料的影响。第二、橡胶老化的外因：气候环境（氧气和臭氧的作用，气温和相对湿度的影响）和 成型加工条件（模压、挤出等）[1] 。 科学家通过对橡胶自然老化的研究发现，氧气的作用是橡胶老 化的主要因素[2] 。但是橡胶自然老化的周期过长，即使有研究结果，对橡胶制品的实际使用也没有意义，因此，通过加速老化的方法对 橡胶老化性能进行研究[3-6] ，为橡胶的寿命预测提供了理论基础和理论数据。 2橡胶寿命预测方法2.1时间———温度叠加的寿命预测模型[1]时间———温度叠加的寿命预测模型的原理是时温等效原理，即高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间（或较 高的作用频率）观察到，也可以在较低的温度下、 较长时间内观察到。因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。由此理论最终得到的数学计算公式如下： （1 ）式中αT -平移因子；Ea-Arrhenius 活化能；R-气体常数；Tr-参考温度；T-试验温度 通过这个公式，我们可以设计两个以上的温度点的实验，就可以计算出平移因子αT ，从而计算任意温度下橡胶的使用寿命。 2.2扩散限制氧化模型 [1] 扩散限制氧化模型是通过试验确定橡胶中氧气的浓度与橡胶模量的关系,再通过测定橡胶中氧气的浓度预测橡胶的寿命。这种 方法的数学模型比较复杂，需要通过复杂的公式推导及有限元分析，同时需要有超敏感的测试设备。因此，在日常的检验中，操作性比较差。 2.3线性关系法 [7] Dakin 认为电器绝缘有机材料的寿命和温度之间是线性关系，符合下面的公式：(2)式中：t-时间；T-温度；B=U/R ；U-活化能；R-常数 通过这个公式我们可以先确定一个性能值，然后通过实验来确定达到这一性能值时的温度、 时间，然后用物理化学的方法测出活化能。 2.4动力学曲线直线化法 [4,8-9] 动力学曲线直线化法是将动力学公式通过坐标变化，将曲线化成直线的方法。因此动力学公式的选择至关重要，目前被公认为比较准确的数学公式[10]如下： （3） 式中：B ，α-与温度无关的常数；K-速率常数；t-时间 2.5变量折合法 [11-12] 变量折合法是一种数学作图法，通过任意两个时间点、温度点的数据，可以计算出公式2中的b 值，然后再将通过公式将高温的数据转化成常温的数据，从而得出寿命时间。前苏联以将此方法标准化作为检验橡胶寿命和性能变化的方法。 2.6数学模型法 数学模型法就是利用不同的理论建立不同的数学模型，然后用实验数据来计算寿命的方法，目前大多数的数学模型法还不成熟，没有应用于实际工作中。近年来，由于计算机的迅猛发展，基于BP 人工神经网络橡胶老化预报、寿命预测的技术逐渐兴起[13] 。 3对于寿命预测方法的讨论目前，每种寿命预测方法都有其局限性，实验容易操作的方法，准确度差些，准确度好的实验又难操作，因此在实际的科研工作中，选择合适的方法是很重要的。现在的寿命预测方法，有两个比较重要的理想性假设，一是，橡胶制品发生的老化主要以热氧老化为主，其它的因素忽略不计，二是，橡胶制品所处的环境是理想的，温度、湿度等外界因素是恒定的。所以，现在的寿命预测方法大多数是针对橡胶制品的储存寿命预测，而不是使用寿命的预测。不同的橡胶制品的使用环境不同，如果对使用寿命进行预测，就必须进行使用环境的模拟实验，这无疑是一个浩大的工程。因此，目前为止，国内还没见到橡胶制品相关的使用环境模拟的数据报道。 国标《GB/T20028-2005硫化橡胶或热塑性橡胶应用阿累尼鸟斯图推算寿命和最高使用温度》，给出了在进行寿命预测工作时的指导，标准中明确规定了临界值应选择原始值的50%，这与许多科 研工作中选择临界值为原始值的25%是不同的。 因为橡胶寿命预测在实际工作中影响因素过多，所以该国标没有过多的对实验过程进行规定，只是一个指导性的标准，因为它的理论基础仍然是阿累尼乌斯方程，所以它也是一个理想化的标准，如果用来计算使用寿命，必须考虑到使用的橡胶制品使用的环境，对结果加以修正。 4橡胶寿命预测的发展方向 对于橡胶寿命预测，发展的方向将会以使用寿命为主，了解橡胶的实际的使用寿命，可以最大限度的发挥橡胶制品的作用，起到节能环保的作用，同时也能在橡胶制品完全丧失功能前停止使用， 防患于未然，保障人们生命财产的安全。计算机行业的软、硬件的高速发展， 给橡胶寿命预测提供了很好的模拟平台，如果开发出合适的软件，就可以模拟加速老化的过程、模拟实际使用环境等现实中需要耗费大量的人力、物力、财力才能达到的环境，这样极大的节约了科研成本， 也提高了结果的准确性。参考文献[1]胡文军等.橡胶的热氧加速老化试验及寿命预测方法[J].橡胶工 业， 2004年第51卷.[2]Wise J ，Gillen K T ．An ultrasensitive technique for testing Arrhe －nius extrapolation assumption for thermally aged elas -tomers EJ3．Polymer Degradation and Stability ， 1995，49：403-418.[3]李咏今.现行橡胶及其制品贮存期快速测定方法的可靠性研究[J].橡胶工业，l994，41(5)：289-296．[4]茆诗松， 王玲玲.加速寿命试验[M]．北京：科学出版社，2000．[5]Yournans R ．A ．et al ，Ind ．Eng ．Chem ，1995，40(7)：487.[6]Cloutier J ．R ， Rubber Age ，1964，95(2)：245.[7]张凯等.橡胶材料加速老化试验及寿命预测方法[J].化学推进剂与高分子材料,2004年第二卷第六期.[8]周大纲等.塑料老化与防老化技术[M].北京：中国轻工业出版社，1989. [9]李旭祥， 王宏明.高分子材料老化预测新方法[J].老化与应用，1994摘 要：本文简要介绍了橡胶老化的原因，详细介绍了橡胶寿命预测的方法，并对于橡胶寿命预测方法进行了讨论，并介绍了现 行国标GB/T20028-2005对橡胶寿命预测的规定和指导性意见， 最后对于橡胶寿命预测的发展方向进行了展望。关键词：橡胶老化；寿命；预测Ea 11=exp[()]R áTr T a -f ()exp()P B Kt á áá11lgt-lgt (b T T =-f ()exp()P B Kt á4 - -

纤维增强复合材料疲劳性能研究进展

纤维增强复合材料疲劳性能研究进展 宋磊磊李嘉禄 （天津工业大学复合材料研究所天津市和教育部共建先进纺织复合材料重点实验室天津 300160） 摘要：随着科技的发展，纤维增强复合材料作为一种新型材料越来越多的应用于众多领域。然而，纤维增强复合材料的疲劳性能对应用具有重要影响。本文根据近年来国内有关复合材料疲劳性能的研究和探索，综述了纤维增强复合材料疲劳性能的定义、机理以及影响因素，并提出了当前存在的一些问题。 关键词：纤维增强复合材料疲劳 1 前沿 随着科技的进步，很多工业特别是高新技术工业对材料的要求不断提高。复合材料由于比强度和刚度高、质量轻、耐磨性和耐腐蚀性好等优点，广泛应用于船舶、汽车、基础设施和航空航天等领域，以及文体用品、医疗器械、生物工程、建筑材料、化工机械等方面。 在复合材料构件的使用过程中，由于应力和环境等因素的影响，会逐渐产生构件的损伤以至破坏，其主要破坏形式之一是疲劳损伤。疲劳损伤的产生、扩展与积累会加速材料的老化，造成材料耐环境性能严重下降以及强度与刚度的急剧损失，大大降低其使用寿命，甚至报废。为了使复合材料的应用更加广泛和深入，本文综述了近年来在纤维增强复合材料疲劳性能方面的研究。 2 复合材料疲劳性能及损伤机理 在周期性交变载荷作用下材料发生的破坏行为称为疲劳，它记述了材料经受周期应变或应变时的失效过程。复合材料疲劳主要是指复合材料构件在交变荷载作用下的疲劳损伤机理、疲劳特性（强度、刚度随着时间变化规律及其破坏规律）、寿命预测及疲劳设计。 复合材料是非均质（在大尺度上）和各向异性的，它以整体的方式积累损伤，且失效并不总是由一个宏观裂纹的扩展导致。损伤积累的微观机构机理，包括纤维断裂基体开裂、脱粘、横向层开裂和分层等，这些机理有时独立发生，有时以互相作用的方式发生，而且材料参数和试验条件可能强烈影响其主要优势。多种损伤及其组合，使疲劳损伤扩展往往缺乏规律性，完全不像大多数金属材料那样能观察到明显的单一主裂纹扩展，复合材料不仅初始缺陷/损伤大，而且在疲劳破坏发生之前，疲劳损伤已有了相当大的扩展。 3 影响复合材料疲劳性能的主要因素 3.1 基体材料 Boller研究了基体材料对玻璃纤维增强复合材料疲劳性能的影响，研究证明，不同的基体材料具有完全不同的疲劳性能。一般情况下，疲劳性能最好的是环氧树脂。 很多复合材料的疲劳试验证明，基体和界面是薄弱环节。尽管树脂含量的变化在106次循

橡胶疲劳寿命影响因素概述

就橡胶材料而言，它是指橡胶材料在重复变形的过程中，当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时，疲劳过程开始，以至于最后达到破坏。这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。 橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播 和扩展而导致的。按照分子运动论的观点，橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂，即试样在受到周期应力一应变作用过程中，应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹，继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。裂纹发展是一个随着时间而发展，涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。这一微观发展过程在宏观上的表现是，橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中，裂纹穿过试样不断扩展，直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。 橡胶材料的动态疲劳过程一般可以分为三个阶段：第一阶段是应力剧烈变化，出现橡胶材料在应力作用下变软的现象；第二阶段是应力缓慢变化，橡胶材料表面或内部产生微裂纹，经常称之为破坏核；第三阶段是微裂纹发展成为裂纹并连续不断地扩展开，直到橡胶材料完全出现断裂破坏现象，最后这一阶段是橡胶材料疲劳破坏的最重要的阶段。 使用炭黑填充的天然橡胶硫化胶在一定负荷下多次拉伸变形时，橡胶的物理机械性能在疲劳过程中，拉伸强度先是逐步上升的，经过一个极大值后再开始下降，而撕裂强度、动态弹性模量和力学损耗因子的变化则相反。在疲劳过程中，胶料的拉伸强度几乎保持不变。300％定伸应力的疲劳开始阶段明显增大，然后增大趋于缓慢；扯断伸长率则随疲劳周期的变化而下降，在高

应变疲劳条件下，具有拉伸结晶性的橡胶抗疲劳破坏性能较好。未使用补强剂补强的橡胶材料，其破坏形态一般表现为塑性破坏，而使用炭黑或其它活性填料作补强剂的橡胶材料则表现为脆性破坏，且随着各种防老剂的加入，其破坏形态由脆性破坏逐步向准塑性破坏形态转变。 天然橡胶在受到一定频率的应力作用的条件下，由于分子链的内摩擦而生热是其动态疲劳破坏的另外一种因素。当疲劳生热的温度低于120℃时，天然橡胶制品内部将发生化学交联键的结构变化，主要是发生交联键及链段的热裂解反应，首先是多硫交联键减少，而单、双键逐渐增加。总的表现是交联键的密度在增加，宏观的表现为胶料的硬度和定伸应力增加。由于胶料内部发生了以上微观结构的变化，从而进一步造成产品内部的生热继续，当生热温度超过120℃(如到达130℃、140℃、150℃)时，橡胶材料总的交联密度逐步下降。疲劳破坏的最后阶段，橡胶材料的外观表现将接近混炼胶状态。此时的橡胶已经完全丧失弹性．产品也将失去了实际使用价值。 影响疲劳寿命的因素 弹性体的性质研究表明，在低应变疲劳条件下，橡胶的玻璃化转变温度愈高，耐疲劳破坏性能愈好；在高应变疲劳条件下，具有拉伸结晶性的橡胶耐疲劳破坏性能较好。疲劳裂纹增长也与弹性体种类有关，N R和B R对应变速率不敏感，而S BR等由于具有较大的粘弹性，对应变速率较为敏感。（针对这方面的研究和表述最多，但是与本次研究关系不大，因此简要带过）应变周期随频率的增加，橡胶的疲劳破坏加快，但当频率增加到一定程度后继续增加时，其疲劳寿命变化就不再显著。主要是由于低频条件下，机

橡胶贮存寿命预测方法研究进展与思考建议

橡胶贮存寿命预测方法研究进展与思考建议 高晓敏,张晓华 (中国工程物理研究院化工材料研究所,绵阳621900) 摘要:概述了用数学模型法预测橡胶贮存寿命的方法,包括阿伦尼斯模型,用ASTM D412评估橡胶拉伸性能,应力应变老化模型,压缩永久变形的预测方法,橡胶疲劳寿命损伤模型,用有限元法考核橡胶的裂纹长度与抗裂能之间的关系,基于叠加原理的寿命预测模型等,针对上述模型预测研究结果提出了相关思考建议。认为以老化动力学为基础预测材料寿命的数学模型法发展非常迅速,建议深入研究并拓宽应用;在透彻了解和掌握必需的分子结构参数的基础上,如果结合计算机技术模拟长期贮存或使用条件,对橡胶老化反应机理的研究可能是一个有前景的发展方向。 关键词:橡胶;贮存寿命;预测;建议 前言 橡胶材料及其制品由于独特的性能,已广泛应用于军民品生产的各个领域。关于橡胶密封材料、垫层材料的使用期是个总不能提供确切答案的问题[1]。 橡胶在使用及贮存过程中,其性能会随着时间的增加而逐渐下降,主要表现在橡胶材料的脆化、硬化、粉化、开裂、憎水性下降等劣化现象[2],甚至丧失使用性能。橡胶密封材料在长期贮存过程中会受到多种应力如电、热、力等环境应力作用,在复杂应力作用下易产生上述老化现象,造成疲劳损伤,导致密封系统失效。 了解橡胶密封材料的老化性能,及贮存寿命预测方法,不仅便于在生产过程中改进性能、改善其质量,还可以为橡胶密封材料交付产品确定保险期(寿命)而提供依据。 自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间,因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。 在加速老化试验方法研究方面,国外曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件,直接将计算机作为一个老化箱进行老化试验。从理论上讲,这是一个很有希望的发展方向,目前这种方法还存在较多困难[3]。 在基于反应机理理论和分子结构参数的加速老化试验预测法还不可能广泛运用的同时,以老化动力学为基础,用数学模型法预测材料寿命的方法发展却非常迅速。 1用数学模型法预测材料寿命的方法 数学模型方法综合了多种预测方法的优点,便于将老化机理和宏观性能变化、环境试验和计算机模拟有效地结合在一起,所以,它是目前既可靠又可行的橡胶材料寿命和性能变化预测的研究方法[3]。下面介绍橡胶材料寿命模拟预测方法研究情况。 111加速老化试验2阿伦尼斯模型 研究橡胶材料在模拟试验条件下的微观结构变化和宏观性能变化的对应关系是建立数学模型的基础。动力学表达式明确后,通过反应速率常数K与Arrhenius方程结合起来,得到P=F(t,T)的表达式 作者简介:高晓敏(1968-),女,高级工程师,从事高分子材料及其它化工材料的科研工作,E2mail:info_icm@https://www.sodocs.net/doc/af15342517.html,

橡胶与各指标的关系

浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言： 在橡胶制品过程中，一般必须测试的物性实验不外乎有： 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能和工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的聚合物和配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡胶的物理性能与配方的设计有密切关系，配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差异。 1、拉伸强度：是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的盖胶、橡胶减震器的持久性都是随着拉伸强度的增加而提高的。 A：拉伸强度与橡胶的结构有关： 分了量较小时，分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大，胶料的内聚力提高，拉伸时链段不易滑动，那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基，分子间的价力大大提高，拉伸强度也随着提高。也就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高，拉伸强度增大。 B：拉伸强度还跟温度有关： 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C：拉伸强度跟交联密度有关： 随着交联密度的增加，拉伸强度增加，出现最大值后继续增加交联密度，拉伸强度会大幅下降。硫化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶，弱键早期断裂，有利于主健的取向结晶，因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系，采用硫黄硫化，选择并用促进剂，DM/M/D也可以提高拉伸强度，（碳黑补强除外，因为碳黑生热作用）。 D：拉伸强度与填充剂的关系： 补强剂是影响拉伸强度的重要因素之一，填料的料径越小，比表面积越大、表面活性越大补强性能越好。结晶橡胶的硫化胶，出现单调下降因为是自补强性非结晶橡胶如丁苯随着用量增加补强性能增加、过度使用会有下降趣向。低不和橡胶随着用量的增加达到最在值可保持不变。 E：拉伸强度与软化剂的关系：