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O型橡胶密封圈动密封应力分布数值模拟研究 被引量:5
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作者 张心怡 贾均红 +3 位作者 高飒飒 李洪春 李东升 杨晓东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第10期1745-1752,共8页
O型橡胶密封圈是航空航天密封机构中一个重要的零部件,由于其服役工况条件复杂,极易出现密封失效进而影响机构系统的正常运行。本文针对O型密封圈的选型及动密封失效问题,基于ABAQUS建立了O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了不同橡... O型橡胶密封圈是航空航天密封机构中一个重要的零部件,由于其服役工况条件复杂,极易出现密封失效进而影响机构系统的正常运行。本文针对O型密封圈的选型及动密封失效问题,基于ABAQUS建立了O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了不同橡胶材料O型密封圈在往复运动时的应力变化,探究了压缩率、摩擦因数、介质压力对其密封性能的影响,并对其在往复运动中的失效形式和失效位置进行了预判。研究表明,相比于三元乙丙橡胶和氟橡胶,相同条件下丁腈橡胶密封圈密封性能较好;预压缩的过程中,O型橡胶密封圈被压缩而发生变形呈鼓形,最大Von Mises应力出现在密封圈与密封凹槽和活塞轴接触位置。往复运动过程中,随着压缩率、摩擦因数和介质压力的增大,O型橡胶密封圈的最大Von Mises应力和最大接触应力都随之增大;当行程结束时,其最大Von Mises应力值达到一个峰值,且摩擦因数越大,峰值越大;最大Von Mises应力和接触应力都会随着介质压力的增大而增大,在活塞拐角处较容易发生应力集中现象。本研究可为O型橡胶密封圈的材料选择及动密封的参数调控提供理论依据。 展开更多
关键词 O型橡胶密封圈 动密封 应力 密封性能
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苯环侧基磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能研究
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作者 李东升 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期217-223,共7页
以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),... 以1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,对苯二酚和4,4’-二氯二苯砜为单体,通过亲核取代反应,制备出一系列带有苯环侧基的聚芳醚砜共聚物。以氯磺酸为磺化剂对聚合物进行磺化得到了磺酸基在苯环侧基上的磺化聚芳醚砜树脂。用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1 H-NMR)表征了聚合物结构。通过观察透射电镜发现离子簇无规律地分散在膜中。性能测试结果表明,这些侧链磺化的质子交换膜具有优异的耐热性、机械性能,高的电导率及低的甲醇渗透率。 展开更多
关键词 磺化聚芳醚砜 质子交换膜 苯环侧基磺化
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碳纤维/橡胶和炭黑/橡胶复合材料力学性能及裂纹扩展损伤有限元模拟 被引量:2
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作者 张心怡 贾均红 +3 位作者 高飒飒 李洪春 李东升 杨晓东 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期94-102,共9页
为了研究碳纤维/橡胶复合材料和炭黑/橡胶复合材料的力学性能及裂纹扩展机制,首先分析了不同体积分数填充物对复合材料力学性能的影响,然后基于扩展有限元法研究了碳纤维/橡胶复合材料和炭黑/橡胶复合材料裂纹扩展损伤演化,探究了单轴... 为了研究碳纤维/橡胶复合材料和炭黑/橡胶复合材料的力学性能及裂纹扩展机制,首先分析了不同体积分数填充物对复合材料力学性能的影响,然后基于扩展有限元法研究了碳纤维/橡胶复合材料和炭黑/橡胶复合材料裂纹扩展损伤演化,探究了单轴载荷下增强体体积分数对橡胶材料裂纹扩展过程中撕裂能和J积分的影响,分析了碳纤维和炭黑增强橡胶基复合材料裂纹扩展损伤规律。结果表明,橡胶复合材料随着增强体体积分数的增大,其有效弹性模量也增大,在大变形条件下材料的力学性能随着增强体体积分数的增加有显著改善。增强体在橡胶复合材料的裂纹扩展过程中可以有效抑制裂纹的扩展过程,但增强体的体积分数并不是越大越好,随着体积分数变大,材料的抗断裂性能有减弱的可能,炭黑和碳纤维增强体的体积含量分别为15%和10%时,在裂纹扩展的过程中所消耗的能量较小。 展开更多
关键词 橡胶复合材料 随机序列吸附算法 裂纹扩展 代表性体积单元 有限元分析
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不同碳链长度半芳族聚酰胺热塑性弹性体的合成与性能 被引量:2
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作者 文言泽 李东升 +4 位作者 李洪春 黄骁 严光明 杨杰 张刚 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-7,共7页
以长链醚胺及脂肪族不同碳链长度的二胺为原料,通过界面亲电取代反应分别合成了双氟取代的长链醚胺软段和半芳族酰胺硬段,并采用常压溶液缩聚法,将其与对苯二酚通过共聚的方式,制备了一系列新型不同硬段结构的聚酰胺弹性体。通过红外光... 以长链醚胺及脂肪族不同碳链长度的二胺为原料,通过界面亲电取代反应分别合成了双氟取代的长链醚胺软段和半芳族酰胺硬段,并采用常压溶液缩聚法,将其与对苯二酚通过共聚的方式,制备了一系列新型不同硬段结构的聚酰胺弹性体。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)测试结果表明,所制备的弹性体具有优异的热性能(熔点在248~300℃之间,热分解温度高于380℃);广角X射线衍射法(WAXD)研究了其聚集态与分子结构的关系,表现为相同的结晶类型;维卡软化点分析(VST)表明该系列聚合物具有较高的使用温度;通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征。结果表明该类聚合物具有优良的热性能、力学性能,其最大形变可达350%,可望作为特殊弹性体材料用于高温、腐蚀性苛刻环境。 展开更多
关键词 热塑性弹性体 溶液缩聚 聚酰胺 耐高温
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硫化体系对三元乙丙复合材料性能的影响 被引量:3
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作者 李晓鹏 李东升 +1 位作者 杨晓东 李洪春 《火箭推进》 CAS 2018年第2期66-70,共5页
研究了过氧化物硫化体系、硫黄硫化体系、含硫黄复合硫化体系以及不含硫黄复合硫化体系对三元乙丙橡胶复合材料力学性能以及工艺性的影响。研究结果表明:采用过氧化物硫化体系制备的复合材料交联密度要远高于其它三种硫化体系,而促进剂... 研究了过氧化物硫化体系、硫黄硫化体系、含硫黄复合硫化体系以及不含硫黄复合硫化体系对三元乙丙橡胶复合材料力学性能以及工艺性的影响。研究结果表明:采用过氧化物硫化体系制备的复合材料交联密度要远高于其它三种硫化体系,而促进剂会影响过氧化物的交联效率;采用过氧化物硫化体系制备的硫化胶,其拉伸强度以及耐压缩永久变形性能最佳,而含硫黄硫化体系具有优异的抗撕裂性能;过氧化物硫化体系容易造成产品分模线撕裂,而含硫复合硫化体系可以显著改善这一状况;硫黄以及促进剂容易造成三元乙丙橡胶的喷霜。最后,不含硫的复合硫化体系具有最佳的力学性能以及工艺性能,可以广泛地应用于三元乙丙橡胶的配方设计。 展开更多
关键词 三元乙丙橡胶 硫化体系 分模线撕裂 复合材料
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含活性羧基不同软段长度聚醚砜酰胺树脂制备及性能
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作者 文言泽 李东升 +3 位作者 李洪春 黄骁 严光明 张刚 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期26-33,共8页
以不同长度的长链醚胺与对氟苯甲酰氯为原料,通过界面亲电取代反应合成了3种双氟取代的长链醚胺,并采用常压溶液缩聚法,将其与联苯二酚、4,4'-二氯二苯砜及2-(双(4-羟基苯基)甲基)苯甲酸通过共聚的方式,制备了一系列新型不同脂肪链... 以不同长度的长链醚胺与对氟苯甲酰氯为原料,通过界面亲电取代反应合成了3种双氟取代的长链醚胺,并采用常压溶液缩聚法,将其与联苯二酚、4,4'-二氯二苯砜及2-(双(4-羟基苯基)甲基)苯甲酸通过共聚的方式,制备了一系列新型不同脂肪链段长度及含量的聚芳醚酰胺树脂。通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了单体及聚合物的化学结构;差示扫描量热分析、动态力学热分析和热重分析结果表明所制备的聚合物具有优异的热性能,并且能够通过改变分子链段中软段的种类及共聚比例,对热性能进行一定程度的调整(玻璃化转变温度在83.9~215.3℃之间,热分解温度在361.3~426.3℃之间);通过拉伸实验对其拉伸强度和断裂伸长率进行了表征;摩擦学性能测试表明该系列聚合物摩擦系数为0.50~0.60。该类聚合物具有优良的热性能、力学性能及摩擦性能,可望作为特殊树脂材料用于高温、耐磨苛刻环境。 展开更多
关键词 半芳族聚醚酰胺 亲核取代 耐高温 摩擦系数
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