بررسی رفتار ابرگرانروکشسان‌ و نرم‌شدگی تنش آمیزه‌های لاستیکی بر پایه کائوچوی sbr پرشده با مقادیر مختلف دوده به‌کمک مدل سه‌جزئی

فرضیه‌: مدل سه‌جزئی بر پایه ترکیب سه معادله  ابرگرانروکشسان هشت‌زنجیر، bergstromboyce  و نرم‌شدگی تنش ogdenroxburgh (اثر mullins) برای مطالعه رفتار مکانیکی آمیزه‌های لاستیکی پایه sbr‌ پر‌شده با دوده  انتخاب شد.روش‌ها: سه آمیزه لاستیکی بر پایه کائوچوی esbr‌ پر‌شده با سه مقدار مختلف دوده (20، 40 و 60phr)، ساخته و به‌شکل ورقه پخت شدند. سپس، نمونه‌های دمبلی‌شکل (مطابق استانداد astm d412 c) از روی ورقه‌های مزبور تهیه و تحت سه چرخه آزمون کششی رفت‌و‌برگشتی با سرعت‌های 100 و 500mm/min  قرار گرفتند. به منظور مطالعه اثر نرم‌شدگی تنش مقدار کشیدگی به نحوی اعمال شد که در هر چرخه مقدار کشیدگی نهایی نسبت به چرخه پیشین افزایش یابد. آزمون تراکم‌پذیری نیز برای تعیین مدول توده لاستیک روی نمونه‌ها انجام شد. داده‌های تنشکرنش به‌دست‌آمده وارد نرم‌افزار mcalibration شد و پارامترهای مدل با برازش غیرخطی به‌دست آمدند که در آن از سه الگوریتم بهینه‌سازی استفاده شده بود.یافته‌ها: مطابقت بسیار خوبی میان اندازه‌گیری تجربی و داده‌های تنشکرنش پیش‌بینی‌شده برای آمیزه‌های پرشده با مقدارهای کم تا متوسط دوده به‌دست آمد. از سوی دیگر، برای مقدارهای بیشتر پرکننده که به آستانه پرانشت نزدیک می‌شود، از مقدار انطباق کم شده که به معنی نیاز به توسعه مدل جداگانه‌ای برای درنظر گرفتن شبکه پرکننده‌ است. همچنین ارتباط کاملاً معناداری میان پارامترهای مدل و مقدار پرکننده وجود دارد.

Study the Hyper-Viscoelastic and Stress Softening Behaviors of Various SBR/CB Filled Compounds Using a Triple Model

Hypothesis: A threecomponent material model based on the combination of three hyperviscoelastic equations,eightchain constitutive equation, BergstromBoyce relation and OgdenRoxburgh stress softening model (Mullins effect)  was selected to study the mechanical behavior of various SBR/CB (carbon black) filled rubber compounds.Methods: Three rubber compounds based on ESBR were prepared using different carbon black contents (20, 40 and 60 phr) and cured into rubber sheets. The rubber test specimens (ASTM D412 C) were then cut and underwent cyclic tensile tests at two extension rates of 500 and 100 mm/min. In order to show the stress softening behavior, three cycles were selected in a way that the maximum stretch at each cycle was increased consecutively. The volumetric tests were also carried out to determine the bulk modulus of the samples. The stressstrain data were calibrated using MCalibration software in which three different optimization algorithms were utilized to compute the parameters of the models.  Findings: Very good agreements were found between experimentally measured and predicted stressstrain data for low and medium CB filled compounds. However, for highly filled compounds there were some discrepancies at higher extensions, which may be due to the formation of a strong filler network and percolation threshold. This indicates that we may need another modeling component to be incorporated into main model for the description of the mechanical behavior of the fillerfiller network itself. Moreover, it is found that there is good correlation between variation of the model parameters and filler content.