疲勞與疲勞破壞的深入解析

疲勞是指制品在經(jīng)歷動態(tài)使用條件，如拉伸、壓縮、扭曲和剪切等力的作用時，其物理機械性能及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。而疲勞破壞，則是材料內(nèi)部或表面的潛在損傷在疲勞過程中逐漸累積，形成應力集中，導致缺陷增長并演化成裂紋，最終造成材料破壞的現(xiàn)象。汽車橡膠硅膠配件批發(fā)廠家

1. 疲勞破壞的深層次機理

應力破壞：當材料中存在缺陷時，這些缺陷會成為應力集中的點，進而形成裂紋，引發(fā)疲勞破壞。新能源減震橡膠密封圈

熱疲勞破壞（熱老化）：在周期性形變過程中，橡膠因其黏彈性特性會產(chǎn)生滯后損失，導致溫度升高，進而引發(fā)老化破壞。專業(yè)定制汽車橡膠硅膠配件廠家

外界條件誘導破壞：氧、臭氧、紫外線以及重金屬等環(huán)境因素也會加速材料的疲勞破壞，對此，添加防護劑是一種有效的解決策略。新能源電池不橡膠密封

2. 橡膠動態(tài)疲勞破壞的分子級歷程

初期階段：在疲勞初期，應力在短時間內(nèi)發(fā)生急劇變化，導致高分子鏈斷裂，小分子級分數(shù)量增加，出現(xiàn)應力軟化現(xiàn)象。

潛在缺陷形成階段：隨著應力的持續(xù)作用，材料表面或內(nèi)部逐漸形成破壞核，這是潛在缺陷的形成階段。橡膠墊圈尺寸

裂紋擴展與斷裂階段：缺陷進一步演化成裂紋，裂紋不斷擴展，最終導致材料的斷裂。延長橡膠產(chǎn)品

3. 影響疲勞壽命的關鍵因素

Rivlin & Thomas基于斷裂力學對橡膠的疲勞性能進行了深入研究，指出疲勞壽命受裂紋增長特性、形變幅度、初始缺陷尺寸以及材料本征特性等多重因素影響。其中，非線性彈性斷裂能量釋放率G是衡量材料在斷裂時單位面積上能量釋放率的指標，它反映了材料在疲勞過程中抵抗斷裂的能力。斷裂時的能量消耗主要包括化學鍵的斷裂以及黏彈性滯后損失轉(zhuǎn)化為的熱能耗散。密封用橡膠硅膠材料

4. 疲勞壽命的深入分析

白炭黑補強膠料的疲勞特性：白炭黑補強膠料具有高的拉伸斷裂能，且在疲勞過程中斷裂能下降幅度小。實驗證明，白炭黑補強膠料在不同應變幅度下均表現(xiàn)出較長的疲勞壽命，且壓縮生熱低，因此具有較好的耐疲勞破壞性能。密封橡膠硅膠材料牌號

NR與BR在不同應變幅度下的疲勞特性比較：NR和BR都容易在動態(tài)形變下產(chǎn)生裂口。但在大形變下，NR會因結(jié)晶而提高疲勞壽命；而在小形變下，BR因其分子鏈柔順性好而表現(xiàn)出更長的疲勞壽命。因此，在輪胎胎側(cè)等應變較大的部位，應增加NR的用量；而在帶束層等應變較小的部位，則應增加BR的用量。橡膠硅膠材料密封圈

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