【摘 要】
：
硫化是橡胶制品生产的最后一道工序,合理的硫化时间是决定产品质量的重要因素之一。由于橡胶材料的不良导体属性,致使厚壁制品在硫化过程中内部不同位置的温度历史不同,导致相同时刻不同位置硫化程度并不一致,且随着厚度的增加差异更加明显,属于典型的非等温硫化过程,通常难以通过实验测得的等温硫化曲线来直接确定其最佳硫化工艺。确定厚壁制品硫化工艺的传统方法主要依赖经验,存在准确度不高、需多次试模等问题。因此,利用
【基金项目】
：
中船重工某研究所“××××××成型仿真模拟研究”项目；
论文部分内容阅读
硫化是橡胶制品生产的最后一道工序,合理的硫化时间是决定产品质量的重要因素之一。由于橡胶材料的不良导体属性,致使厚壁制品在硫化过程中内部不同位置的温度历史不同,导致相同时刻不同位置硫化程度并不一致,且随着厚度的增加差异更加明显,属于典型的非等温硫化过程,通常难以通过实验测得的等温硫化曲线来直接确定其最佳硫化工艺。确定厚壁制品硫化工艺的传统方法主要依赖经验,存在准确度不高、需多次试模等问题。因此,利用数值模拟技术来研究硫化过程对于橡胶的成型加工具有重要意义。而硫化模拟的可靠性主要取决于温度场的准确预测和高精度的硫化动力学模型。在此背景下,针对典型厚壁制品的平板硫化成型,论文开展了橡胶制品非等温硫化过程的数值模拟与实验研究,致力于开发一种橡胶传热与硫化耦合模拟的数值预测方法,实现厚壁橡胶制品硫化过程温度场和硫化程度的准确预测。主要研究工作如下:（1）基于某舰艇用丁腈橡胶不同温度下的硫化实验数据,对传统KamalSourour硫化动力学模型进行了评价,结果表明该模型存在硫化反应初期预测能力不足、且在较宽温度范围内表征硫化行为误差较大等问题。据此,论文通过引入初始硫化参数并将反应级数视为温度的二次函数,对硫化模型进行了改进,构建了精度更高的改进硫化模型,平均相对误差从8.68%~16.19%降至3.02%~6.17%。（2）为提高温度场的模拟准确度,将导热微分方程热源项和橡胶热物性参数视为硫化程度和温度的相关函数,建立了传热与硫化的耦合计算方程。基于C语言和软件预定义宏命令编写了UDF子程序,对FLUENT进行二次开发,实现了传热与硫化的耦合计算。（3）基于传热与硫化耦合模拟的方法,开展了典型厚壁橡胶制品硫化过程温度场和硫化程度模拟与验证研究。温度场模拟表明,靠近模壁的胶料温度较快达到160℃,而加热至1200 s时,制品芯部却不足114℃,存在明显的温度梯度,是典型的非等温过程。开展了该制品硫化成型实验,采用热电偶测试了制品内部特征位置的温度变化历史。模拟与实验对比显示模拟预测温度与实验值有着很好的一致性,表明采用传热与硫化耦合计算的方法,能较准确地预测橡胶硫化过程温度分布。（4）开展了厚壁制品不同硫化加热时间下的硫化模拟研究,结果表明,温度的梯度分布导致了硫化程度的梯度分布,成型时硫化加热时间至关重要,要选取合适的时间停止硫化加热,让胶料在余热作用下继续硫化至工艺要求,时间过短会导致制品芯部欠硫,过长则会导致过硫。基于与模拟相同的工艺条件,试制了不同硫化加热时间的制品,通过拉伸测试、DSC测试和微观断面形貌观测等实验手段,定量验证了硫化度模拟的准确性。（5）利用论文提出的数值预测方法,开展了某舰艇用厚壁多孔橡胶制品模拟研究,确定了最佳硫化加热工艺,成功指导该制品的硫化成型,保证了整个制品均具有较高硫化程度,提高了生产效率。论文构建了精度更高的橡胶硫化动力学模型,将橡胶热物性参数视为硫化度和温度的函数,实现了橡胶制品硫化过程传热与硫化的耦合模拟。论文工作丰富和发展了橡胶硫化成型模拟理论,对指导厚壁且结构复杂的橡胶制品硫化成型具有重要意义。
其他文献
目的:1.探讨程序性死亡受体1（Programmed death-1,PD-1）抑制剂联合P-Gemox-Dex（吉西他滨,奥沙利铂,地塞米松和培门冬酶）方案治疗初治Ⅲ/Ⅳ期结外NK/T细胞淋巴瘤（ENKTL）疗效分析;2.探讨PD-1抑制剂联合P-Gemox-Dex方案治疗初治Ⅲ/Ⅳ期结外NK/T细胞淋巴瘤的耐受性及不良反应;3.探讨初治Ⅲ/Ⅳ期结外NK/T细胞淋巴瘤患者的临床特征、生存情况和预
背景与目的急性白血病（acute leukemia,AL）是造血组织常见的恶性肿瘤。流行病学调查显示,白血病发生率约为3～4/10万,是严重危害人类健康的十大高发性肿瘤之一。其中急性髓系白血病（acute myeloid leukemia,AML）在成人中最常见,起病急、病情重、发展快、生存率低。AML是一组起源于造血干细胞的恶性克隆性疾病。目前,基于AML分子遗传学与细胞遗传学的ELN危险度分层
道路提取作为遥感影像对象提取环节中的重要角色,可以为道路提供语义信息和位置信息,属于一种特殊的语义分割任务,目标是将图像像素分为道路对象和背景区域两个子集,并且为道路对象区域的每个像素分配一个统一的语义标签。卷积神经网络（CNN）具有参数少,局部特征利用充分,特征提取能力强等特点,是目前道路提取使用的主流方法。但是,类不平衡问题经常出现在CNN的训练集中,大大降低了CNN模型的性能。本文采用集成代
随着电子产品的高速升级换代,电子元器件的散热问题受到越来越多的关注。其中,起到热传递连接作用的热界面材料（Thermal Interface Materials,TIMs）是解决散热问题的关键材料之一。聚合物/石墨烯导热复合材料同时结合了聚合物材料的密封好、易加工、成本低和石墨烯的声子-电子协同热传导等优势,已被视为先进TIMs的理想替代物之一。相比而言,类贝壳层状结构的聚合物纳米纤维/石墨烯复合
锂金属因具有极高的理论比容量(3860 m Ah g-1)被认为是重要的下一代可充电负极材料。然而,在电池循环过程中锂金属表面的锂枝晶生长将会带来一系列的问题,如固态电解质界面膜（SEI）的破裂,副反应的加剧,甚至刺穿隔膜导致电池短路引发安全问题。因此,解决锂枝晶的问题对稳定锂负极具有重要意义。本文从构筑三维集流体负极和锂负极活性点位修饰两个方向,探究了亲锂位点对锂沉积行为的诱导作用,实现锂金属的
聚甲醛是五大通用工程塑料之一,被誉为“赛钢”,聚甲醛齿轮质量轻、噪音小、可加工性好,被广泛应用于各种精密传动系统。然而,聚甲醛的高结晶性导致齿轮易收缩变形。此外,导热性能差、强度低也是聚甲醛齿轮亟待解决的问题。本文以提高齿根弯曲强度为目标开展实验研究与理论分析,提出了齿轮弯曲强度测试新方法,设计加工了聚甲醛齿轮测试专用夹具,通过正交试验优化了工艺参数,并实验验证了优化设计结果,分析了影响聚甲醛齿轮
固体氧化物燃料电池（SOFC）由于其能量转化率高、燃料选择范围广等优点受到研究人员的广泛关注。氧离子导体固体氧化物燃料电池（O-SOFC）阳极或质子导体固体氧化物燃料电池（H-SOFC）阴极产生的水通常会对单电池长期稳定性产生负面影响,且随着工作温度降低,阴极材料低的氧还原反应活性成为高性能SOFC实际应用的主要障碍。本文在Ruddlesden-Popper（R-P）型氧化物La1.5Pr0.5N
随着科技的进步,高性能计算在气候模拟、流体力学、分子动力学、生物信息等领域都得到了愈加广泛的应用。但是在高性能并发、多计算系统模型、数据与云存储下的高性能计算中数据处理的速度和用户需求响应的时间不能得到有效提高。如何对高性能计算系统平台进行资源分配和负载均衡化才是增强性能的核心。为了提高高性能计算系统利用率,以及降低系统负载不均衡,本文通过分析蚁群算法和遗传算法的特点,提出了一种基于遗传-蚁群的高
近些年,随着社会经济突飞猛进发展,人们对道路、桥梁等交通基础设施的需求日益增加,为适应各种复杂自然环境及工程地质问题,桥梁结构体系选择呈现多样化。在高烈度区或有抗震要求地区建造斜拉桥,首选全漂浮支承体系。考虑到结构力学行为和景观设计需要,全漂浮体系独塔斜拉桥常采用空间框架索塔。此类斜拉桥主梁在索塔处不设支承,使主梁处于全悬浮状态,以利于抗震消能,而且空间框架索塔能适应主梁纵向摆动对索塔纵桥向刚度要
随着数据计算、存储以及网络流量的增加,ATCA设备的应用规模及分布范围在不断扩大,对其运行环境实现高效集中统一的监测成为迫切需求。通过对ATCA设备进行改造,将物联网技术应用到其设备监测中,以提升其能力,赋予其智能,是当前相关领域的研究热点。目前,ATCA监测系统多采用自主可控度低的IPMC设计,基于标准的ATCA系统架构,通过监控端有线网络接口来实现ATCA机箱内管理。本文结合实际需求对ATCA