Research on the initiation and evolution mechanism of carcass damage in aircraft tires under extraordinary conditions

在飞机起飞和降落过程中，航空轮胎面临着极其复杂的工况条件，其可靠性对飞机起降安全极为重要。尤其是对于超常工况，航空轮胎的损伤破坏以内伤为主，难以及时察觉，这给飞行安全带来了巨大隐患。实现航空轮胎的可靠性预测、有效提升航空轮胎耐久性，已成为目前航空轮胎行业的热点问题。要想实现上述目标，必须对胎体损伤萌生与演化破坏机理有清晰的认识。 然而，航空轮胎由十余种性能不同的橡胶、数以万计的帘线，以及橡胶/帘线界面组成，极端复杂的细观结构使得研究航空轮胎胎体损伤演化机理非常困难。另一方面，航空轮胎在超常工况下的损伤会迅速发展为爆胎，威力极大，很难从破坏残骸中提取到有用的损伤信息，难以锁定造成胎体损伤破坏的准确原因，大大阻碍了我国航空轮胎可靠性的提升。 针对上述问题，本文聚焦超常工况下航空轮胎胎体损伤破坏机理开展研究，阐明了橡胶、帘线以及橡胶/帘线界面的损伤萌生演化机理，揭示了三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。主要研究工作包括： 1. 阐明了橡胶在航空轮胎胎体损伤破坏中的作用。基于橡胶应变能密度与橡胶材料疲劳寿命的关系，提出了飞轮实验中评估航空轮胎过考核量的方法，弥补了现有实验标准中的欠缺。其次，针对超常工况胎体内部温度无法测量难题，通过研究橡胶滞回生热对胎体温升的影响，发展了能够高效仿真胎体温度场分布的方法，并在实验中予以验证。基于以上工作，确定了即使施加超常工况等效的应力或应变条件，橡胶材料的疲劳破坏次数仍远高于超常工况下航空轮胎的循环次数，因此橡胶材料的疲劳破坏不是导致超常工况下航空轮胎破坏的主因，橡胶的主要贡献是：滞回生热使胎体局部产生高温，从而引起胎体局部力学性能下降。 2. 揭示了帘线的损伤演化机理及其对航空轮胎胎体损伤破坏的贡献，创新型地发现了帘线层中次生缺陷的存在。本文研究了帘线在不同温度、不同应变率条件下的拉伸、弯曲力学行为，并根据超常工况航空轮胎胎体帘线的实际应力-应变状态，研制了一套针对帘线拉弯、压弯循环加载的实验装置，复现了胎体帘线细观损伤萌生的过程，揭示了超常工况下航空轮胎胎体损伤源于帘线纤维的残余塑性变形所造成的次生缺陷。 3. 阐明了橡胶/帘线界面性能对航空轮胎胎体损伤破坏的影响。通过研究橡胶/帘线界面的损伤力学行为，提出了一种基于国标H抽出实验的界面参数归一化表征方法，能够对不同规格样品界面性能均一化处理，实现了界面性能的准确评价。其次，明确了高温对橡胶/帘线界面性能带来的劣化作用，发展了考虑胎体微结构的子模型分析方法，揭示了超常工况下航空轮胎胎体关键部位橡胶/帘线界面的力学响应规律，阐明了橡胶/帘线界面损伤演化对轮胎胎体可靠性的影响。 4. 揭示了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。通过对超常工况下橡胶、帘线以及界面三者相互耦合作用的研究发现：在拉弯与压弯作用下，帘线的细观结构中先由于纤维塑性产生次生缺陷，这些次生缺陷会使附近橡胶基体应力条件发生明显恶化，标志着胎体微观损伤的萌生；随后在压应变以及层间剪切的作用下，损伤将在帘线层中沿界面轴向与横向大面积扩展，最终导致爆胎。明确了胎体帘线的压应变以及层间剪应变是影响航空轮胎可靠性的关键因素，降低这两者的大小能够提高胎体结构的可靠性。 综上所述，本文主要研究了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的损伤演化机理及在轮胎胎体破坏中的相互耦合作用，揭示了航空轮胎胎体损伤萌生与演化机理，阐明了橡胶、帘线、界面三者对胎体破坏的贡献。据此，本文提出帘线压应变以及层间剪切应变是影响超常工况航空轮胎可靠性的关键因素。本文工作，可以为航空轮胎可靠性评价以及胎体结构耐久性提升提供科学依据。</p

一种具有自动复原多级交叉骨架结构的非充气轮胎

本发明涉及轮胎技术领域,且公开了一种具有自动复原多级交叉骨架结构的非充气轮胎,包括胎面和胎圈,所述胎圈的正面固定连接有驱动轴,所述驱动轴的外壁套接有下沉量补偿器,所述驱动轴一侧的外壁固定连接有等宽卡口。该具有自动复原多级交叉骨架结构的非充气轮胎,通过设置拱形复原带和柔性支撑带,具有特殊结构的拱形复原带,利用其结构特性可在轮胎碾压间歇,巧妙地为未受碾压的部位提供额外的支撑张力,帮助轮胎快速恢复径向的压缩变形,防止轮胎在高速转动时出现半径越来越小、胎面变形不平整等问题,具有仿生结构的柔性支撑带,其具有植物叶片的结构,包括弧形外部轮廓以及叶脉状内部支撑条,使得该区域如植物叶片,在具有一定柔性的同时有较强的变形恢复能力,刚柔并济

一种柔性隔膜、电磁驱动囊式人工心脏及控制方法

本发明公开了一种柔性隔膜,包括具有通孔的刚性板,在刚性板的两侧分别设置有一柔性电磁膜,柔性电磁膜的边缘密封连接在刚性板上以在两柔性电磁膜之间形成空腔,在每个柔性电磁膜上设置一单向阀,柔性电磁膜能通电以产生电磁力,两柔性电磁膜在电磁力的作用下收缩或舒张,其中两个单向阀的流向相反,以使整个柔性隔膜形成一侧进另一侧出的单向流场,人工心脏包括具有互不相通的两个腔室的外壳体,每个腔室通过柔性隔膜分隔成分别对应人体心房和心室的两个部分,柔性隔膜通过驱动装置提供动力以使柔性隔膜周期性完成舒张和收缩动作。本发明柔性隔膜收缩与膨胀时,都能为血流单向流动提供动力,并且整个过程柔性隔膜与各部件无滑动摩擦接触损耗

一种耐冲击自吸气式非充气轮胎

本发明实施例公开了一种耐冲击自吸气式非充气轮胎，包括自内而外且同轴设置的内环件和外环件，连接于所述内环件和所述外环件之间的多组径向支撑缓冲组件，以及连接于至少部分相邻的两组所述径向支撑缓冲组件之间的环向支撑结构；其中，每组所述径向支撑缓冲组件至少包括其中一端对应连接于所述内环件或所述外环件上的一组支撑体，以及位于一组所述支撑体之间，或位于其中一个所述支撑体中的自吸气囊；所述自吸气囊上形成有至少一个单向进气口，空气通过所述单向进气口进入所述自吸气囊中。通过上述技术方案，使得本发明的自吸气式非充气轮胎兼具充气轮胎的承载能力，以及非充气轮胎无爆胎和漏气隐患、寿命长等优点

Study on the abrasion process and mechanism of rubber subjected to tipped cone scratching

The abrasion resistance of rubber is one of the important indicators of rubber, which significantly affects the durability and reliability of rubber products. To explore the abrasion resistance of rubber, this article uses the classic rubber-tipped cone model as the research object, and analyzes the rubber abrasion mechanism through experiments and numerical methods. To this end, a rubber abrasion experiment machine was first researched and developed, and the rubber abrasion process was analyzed through scratching experiments. Subsequently, the mechanical constitutive parameters of rubber were obtained through tensile experiments. Based on the finite element method, a rubber-tipped cone model was established and the fundamental reasons for rubber abrasion were analyzed. Finally, the effects of tipped cone taper, load, and speed on rubber abrasion were analyzed. The research results of this paper explain the rubber abrasion mechanism and provide theoretical references for improving the durability and reliability of rubber products

纤维与橡胶复合结构抗拉压弯疲劳性能的测试装置及方法

本发明提供了一种纤维与橡胶复合结构抗拉压弯疲劳性能的测试装置及方法,该测试装置包括导辊系统、杠杆加载系统、试样条带和挤压预紧装置；导辊系统包括固定导辊和滑动导辊；杠杆加载系统设置于滑动导辊水平方向一侧且一端与滑动导辊的转轴连接；杠杆加载系统对滑动导辊施加一个向上的力，以完成对试样条带的加载；挤压预紧装置设置于试样条带外侧，其与试样条带的外侧表面接触连接并对试样条带的外表面施加挤压力。本发明能够使纤维与橡胶复合结构试样产生拉伸、压缩、弯曲变形，并能控制试样条带中各个组分分别产生什么样的变形，特别是能够使纤维在试验过程中产生压缩应变，从而评价其包括耐压缩性能在内的各项疲劳寿命指标