新型材料

出版时间：2010-7  出版社：化学工业出版社  作者：董秀萍，张力 著  页数：132  字数：114000  
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前言

现代工业的发展向人们提出了新的课题。在国防、宇航、船舶等高端技术领域，振动、冲击与噪声问题尤为突出。虽然阻尼材料已广泛地用于航海、航空、机械工程和宇航领域中结构的抗振保护，但由于多数阻尼材料的适用温度范围较窄、耐腐蚀能力有限而限制了其应用。在较差的环境条件下，选用干摩擦阻尼隔振器，可适用于较宽温度和具有一定频率范围的结构振动抑制和缓和冲击振动，是结构抗振保护的另一种有效途径。而金属橡胶材料的一些独特的性质正使其能在隔振器中作为干摩擦阻尼元件来使用。 所谓的金属橡胶(MetalRubber，MR)材料是一种均质的弹性多孔物质。经特殊的工艺方法，将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序排放在冲压或碾压模具中，然后用冷冲压的方法压制成形，采取必要的热处理工艺，因其具有类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，同时保持金属外观，故而得名“金属橡胶”。 金属橡胶材料的内部结构是金属丝相互交错勾连形成的类似橡胶高分子结构那样的空间网状结构，在受到振动位移时可以耗散大量能量而起到阻尼作用，因为其本身是金属而非橡胶，故金属橡胶制品具有承载能力高、大阻尼、可在较宽频带内减振、抗冲击、抗油、抗腐蚀、耐高低温、抗湿、耐老化、不挥发、易维护、可以根据需要制成各种结构形状等优点，特别适合于制备航空航天、国防、机械、交通运输等在特殊工况下的阻尼减振、冲击防护、过滤、密封、噪声控制及热传导等构件，可以用在传统橡胶材料不能使用的有特殊要求的空间飞行器及其他构件上，以完成弹簧隔振器和橡胶减振、缓冲、阻尼元件无法承担和完成的任务。另外作为金属多孔材料，由于其具有承载能力高、抗堵塞能力强、孔隙度大小随压力变化且连续可调等特点，金属橡胶制品又适用于制备各种节流器和过滤器。

内容概要

金属橡胶(Metal?Rubber，MR)材料是一种均质的弹性多孔物质，经特殊的工艺方法，将一定质量的、拉伸开的、螺旋状态的金属丝有序地排放在冲压或碾压模具中，然后用冷冲压的方法压制成形，再经必要的热处理工艺制备而成。因其具有类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，同时保持金属外观，故而得名“金属橡胶”。      本书主要分析介绍了MR多孔材料用不锈钢钢丝的微观组织结构、MR隔振材料中微丝的微动磨损行为与破坏特征、MR材料内不锈钢微丝空间分布规律及其参数化结构模型、基于模型对材料内微丝接触点数及固相体积分数等参量的计算预报、MR材料关键性能与其钢丝材料性能参数及钢丝结构特征参数的定量关系等关键技术。     本书可供从事新材料研究、开发的科研人员、高等院校相关专业师生学习和参考。

书籍目录

第1章　概述 　1.1　金属橡胶材料概述 　　1.1.1　金属橡胶材料简介 　　1.1.2　金属橡胶材料的制备 　　1.1.3　金属橡胶材料的应用 　1.2　国内外对金属橡胶材料的研究现状 　　1.2.1　对金属橡胶材料制备工艺的研究 　　1.2.2　对金属橡胶材料结构参数与关键性能关系的研究 　　1.2.3　金属橡胶材料的建模和仿真研究 　　1.2.4　目前存在的问题 　1.3　金属橡胶材料的材料学问题概述 　　1.3.1　18-8系奥氏体不锈钢概述 　　1.3.2　18-8系奥氏体不锈钢冷变形强化机制 　　1.3.3　18-8系不锈钢准微丝结构特点对其疲劳性能的影响 　1.4　不锈钢丝摩擦、磨损现象研究 　　1.4.1　摩擦学问题 　　1.4.2　磨损问题 　　1.4.3　微动问题 　　1.4.4　摩擦学白层 第2章　奥氏体不锈钢丝的制备工艺及微观组织 　2.1　不锈钢丝的制备 　　2.1.1　钢丝拉拔时受力分析 　　2.1.2　拉拔变形区内金属流动特点 　　2.1.3　钢丝变形程度表示及计算 　　2.1.4　拉拔条件对钢丝力学性能的影响 　　2.1.5　钢丝的热处理 　2.2　试验材料与试验方法 　2.3　钢丝微观组织观察试验结果与分析 　　2.3.1　冷拉拔不锈钢丝的显微组织变化 　　2.3.2　冷拉拔不锈钢丝的SEM分析 　　2.3.3　冷拉拔不锈钢丝的TEM分析 　　2.3.4　冷拉拔不锈钢丝的EBSD分析 　2.4　关于金属橡胶用奥氏体不锈钢 丝化学成分的讨论 　2.5　本章小结 第3章　MR材料中微动单元的分析 　3.1　概念引入——“微动单元（Fretting Cell）” 　3.2　隔振构件疲劳试验 　　3.2.1　试验材料与试验方法 　　3.2.2　试验结果与分析 　3.3　试验用不锈钢丝表面激光扫描共焦（LSCM）观察与分析 　　3.3.1　试验材料与试验方法 　　3.3.2　试验结果与分析 　3.4　FC模拟试验——钢丝对磨试验 　　3.4.1　试验材料与试验方法 　　3.4.2　试验结果与分析 　3.5　金属橡胶减振构件中钢丝的疲劳断裂分析 　　3.5.1　试验材料和试验方法 　　3.5.2　试验结果与分析 　　3.5.3　钢丝微动疲劳特征分析 　3.6　本章小结 第4章　MR材料三维结构模型的研究 　4.1　MR材料的典型制备过程 　4.2　基本假设 　　4.2.1　均匀性假设 　　4.2.2　冲压过程径向拓扑关系不变假设 　4.3　螺旋卷模型建立 　4.4　二维毛坯模型建立 　　4.4.1　三种编织二维毛坯的方法描述 　　4.4.2　模型参数提取 　　4.4.3　模型实例 　　　4.5　三维毛坯模型的建立 　4.6　三维毛坯冲压模型的建立 　4.7　三维模型的评价 　4.8　MR材料计算机辅助设计（CAD）系统的开发 　　4.8.1　开发环境 　　4.8.2　数学基础 　　4.8.3　螺旋弹簧的创建 　　4.8.4　阿基米德螺旋线的创建 　　4.8.5　三维构件的建立 　4.9　本章小结 第5章　基于结构模型的应用 结束语 参考文献

章节摘录

插图：石家庄军械工程学院对金属橡胶材料制备工艺方面的研究报道较多，他们还自行设计制造了绕丝、模压设备，对于金属橡胶技术的国产化做出了突出的贡献。哈尔滨工业大学的学者也在此方面做了大量工作，他们甚至还研究了不同工艺参数，例如簧丝走向对金属橡胶材料性能的影响，通过改变簧丝走向，获得结构相同、几何参数相同的几组金属橡胶样件，并对样件进行了力与变形的试验研究。利用MATLAB绘制金属橡胶样件的弹性迟滞回线、刚度与变形试验曲线，并对样件和试验曲线进行了理论分析。结果表明，簧丝缠绕方向不同，不仅影响金属橡胶材料的能量耗散性能，而且其承载能力相差2～3倍。研究结果为金属橡胶制备工艺的进一步完善提供了依据。从目前金属橡胶材料的制造工艺过程来看，难以控制的环节较多，如缠绕的金属丝螺旋径，在单位长度上很难保证完全相同；在编织挤压过程中，也很难保证金属丝编排分布的均匀性，这些都具有一定的分散度。因此，对于成品件的试验值和理论值会存在一定的误差。如果控制好制作过程中的各个环节，提高金属橡胶材料的制造工艺水平，对于更好地设计和利用金属橡胶材料，将会有非常好的工程实用价值。

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《新型材料:金属橡胶建模及应用》由化学工业出版社出版。

用户评论 (总计1条)

•   要学习金属橡胶材料的话，这本书是必读的一本书，当然，里面有些观点值得商榷，里面的理论性比较复杂，需要研读！