橡膠復(fù)合材料的應(yīng)力一應(yīng)變與溫度的關(guān)系,生熱主要來(lái)源于材料內(nèi)部的滯后損失,構(gòu)成各種橡膠及其復(fù)合材料均是粘彈性材料，周期應(yīng)力不可避免地產(chǎn)生滯后損失，滯后損失最終轉(zhuǎn)變成熱能,由于多層復(fù)合橡膠制品，橡膠本身又是熱的不良導(dǎo)體，雖然輪胎在滾動(dòng)過(guò)程中存在著熱交換，但當(dāng)熱交換達(dá)到平衡時(shí)，內(nèi)部也達(dá)到一定的溫度,在不同部位由于厚度不同，導(dǎo)熱性不同，溫度分布也不同，也就是說(shuō)存在著溫度場(chǎng),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(gè)拉伸一壓縮循環(huán)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(zhuǎn)化為熱能;
由上述分析可知，對(duì)粘彈性材料來(lái)說(shuō)應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)與溫度之間有密切的關(guān)系,對(duì)生熱問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員進(jìn)行了多年的探索,由于滾動(dòng)中的生熱是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此無(wú)論是制造商還是用戶都希望對(duì)其平衡溫度場(chǎng)分布進(jìn)行模擬計(jì)算，從而了解在特定的使用條件下的生熱情況，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，溫度場(chǎng)分析又取得了新的進(jìn)展;運(yùn)輸帶產(chǎn)品采用有限元法計(jì)算各部件在各種使用條件下的溫度場(chǎng)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(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，建立數(shù)學(xué)模型，從而進(jìn)一步了解輪胎生熱與氣壓、速度及負(fù)荷等使用條件之間的關(guān)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(zhǎng)壽命;
力學(xué)對(duì)研究的各種結(jié)構(gòu)性能和變形非常重要，近幾年來(lái)，人們環(huán)保節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，要求降低的滾動(dòng)損失,而損失與熱狀態(tài)又是密不可分的，它們互相作用影響消耗和使用性能,滾動(dòng)損失從表觀上來(lái)看與操作條件、結(jié)構(gòu)參數(shù)等聯(lián)系密切，但從根本上說(shuō)，損失是由于材料的粘彈滯后性能導(dǎo)致，也就是說(shuō)和粘彈性應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)有關(guān),只有準(zhǔn)確地知道內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，才有可能通過(guò)進(jìn)一步的材料粘彈分析計(jì)算,了解不同部位的生熱,早期的研究者往往孤立地從力學(xué)或熱學(xué)著手，通過(guò)橡膠輸送帶試驗(yàn)和解析的方法來(lái)探知內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)或溫度場(chǎng),應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)和溫度場(chǎng)是相互影響、不可分割的，由此推動(dòng)了熱力學(xué)的發(fā)展;熱力學(xué)是近20年才發(fā)展起來(lái)的一門交叉學(xué)科，它綜合了計(jì)算力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、傳熱學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的知識(shí)，運(yùn)用熱、力學(xué)耦合分析的方法將力學(xué)分析與熱學(xué)分析有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，關(guān)于耐熱運(yùn)輸帶熱力學(xué)耦合分析的總體分析框圖,熱力學(xué)的研究任務(wù)是：在對(duì)橡膠及其復(fù)合材料非線性損耗機(jī)理了解的基礎(chǔ)上，通過(guò)熱力學(xué)的方法將力學(xué)分析與熱學(xué)分析耦合起來(lái)進(jìn)行分析，最后得到在各種條件下的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)、接地面形狀、壓力分布以及能量損耗;
在熱力學(xué)耦合分析方面的系統(tǒng)研究采用數(shù)學(xué)模型對(duì)熱力學(xué)分析進(jìn)行了如下描述：
?、俨牧闲阅馨W(xué)性能和熱學(xué)性能的溫度相關(guān)性；
?、跍囟鹊淖兓瘜?dǎo)致變形的變化從而形成熱應(yīng)力；
③輸送帶廠家應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)影響損耗從而影響溫度場(chǎng)，并在這三種耦合分析的基礎(chǔ)上編制了由三個(gè)模塊即：變形模塊、損耗模塊、熱模塊組成的有限元程序,通過(guò)計(jì)算可以進(jìn)行熱力學(xué)耦合分析，預(yù)報(bào)滾動(dòng)阻力、內(nèi)部溫度場(chǎng)、應(yīng)力一應(yīng)變、變形和接地信息，從而為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
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