橡胶制品疲劳寿命的影响因素分析

橡胶制品疲劳寿命的影响因素分析

张飞翔

凯丰集团有限公司 浙江永康 321307

摘要：橡胶制品一直都是人民群众日常生活中最常见的一种物品，人们在选取橡胶制品的时候，首先会考虑到其使用寿命，橡胶制品的使用寿命会受到内外环境的影响，而产生变化。比如在使用过程中，受到循环应力以及应变拉力都会使其产生影响，从而最终导致内部结构产生变化。这种现象的产生，值得我们去思考橡胶制品内部存在的问题，这种问题被普遍称之为橡胶疲劳。橡胶制品本来就是一种延伸性比较大的制品，特别是在受到外界作用力的拉扯以及压缩下，对于橡胶制品的整体内部结构和外部都会造成一定的损害，这样会导致它的使用方面受到了影响。在广大人民群众当中，橡胶制品存在着每一个生活的角落，比如汽车和日常生活用品方面都离不开橡胶材料，本文主要围绕着橡胶制品疲劳寿命影响的因素进行讨论与分析，并且提出相应的解决措施，以期给同仁参考。

关键词：橡胶制品；疲劳寿命；影响因素分析

最为常见的橡胶制品，包括了轮胎以及橡胶减震器等多种制品，而这些制品在日常使用过程中载荷作用下，会产生一定的疲劳、失效，就会影响到其使用寿命。橡胶产品在最初开始制作时，需要对于橡胶材料以及结构的各方面进行大概的评估，之后也是要结合实验和仿真技术来对产品的整体使用设备进行预估。在进行评估中发现其存在的相应问题之后，来根据选择的材料以及设计等各方面进行改革，特别是对生产工艺方面需要进行改革，才能够对产品的质量有所提升，从而延长其使用的寿命，这样才能有效地控制成本，提高其生产的利益，为企业增加经济效益。橡胶本来就是延展性比较广泛的一种材质，并且其中也具有复杂的应力应变关系的超弹性材料，在试剂使用过程中，循环粘合的作用下会导致橡胶出现疲劳性，因此需要针对这一方面进行研究与讨论后，制定出解决的方案。

1 橡胶制品疲劳寿命的影响因素

1.1 结构设计影响因素

橡胶制品会产生疲劳性的因素包含的范围比较广，其中就有结构设计。在进行橡胶制品结构设计时，需要考虑到材料本身的结构以及橡胶制品整体结构，因此，首先需要考虑到的是其刚性，能够达到一定的水准后，再考虑橡胶制品的其他功能性。并且要考虑到投入使用的方面所需要的整体特性，从而尽可能的选择合适的橡胶材料来进行结构设计，以确保在实际投入当中能符合使用的需求。并且需要在投入实际使用之前，进行一个审核，来判定其橡胶产品等各方面性能是否符合我国关于橡胶产品制作的相关法律法规以及标准。橡胶产品在进行设计时需要主要考虑的因素是橡胶制品的危险位置的分布情况，要能够清楚的了解到其位置的分布，然后结合技术人员的专业技能来进行设计，在这过程中要尽可能的减少其应力集中的区域。

1.2 橡胶材料配方影响因素

橡胶材料配方所包含的物质对于橡胶制品疲劳性寿命也是有着直接影响因素。不同的材料配方，所包含的物质也不同，对于整体结构组成和受力环境相同的条件下，其疲劳性寿命也有着极大的差异。而根据橡胶制品这些年来，投入市场使用的经验的结果分析得出，对橡胶制品疲劳寿命影响最大的是生胶的选择以及炭黑的用料等各方面。

1.3 太阳光对橡胶制品的高分子影响因素

能使橡胶制品老化最直接影响的一项因素就是太阳光，因为橡胶制品在投入实际应用当中，最不可避免的就是太阳光的影响。能导致橡胶制品老化的主要原因是因为太阳光中含有紫外线，紫外线容易被橡胶制品所吸收，两者之间产生化学反应，最终影响到橡胶制品的整体使用寿命。太阳光是一种极其复杂的光，他其中还包括了红外线，而红外线直接与橡胶制品接触后，会使得橡胶制品的温度有着非常大的变化，会影响到橡胶制品的整体使用寿命，使它的老化速度会急剧加快。

1.4氧对橡胶制品的影响

空气中所含有的氧是一种相对比较活泼的气体，并且氧是无处不在的，因此空气中的氧对橡胶制品老化的影响也是不可避免的因素之一。首先橡胶制品表面极其容易产生氧化反应，这种氧化反应是在阳光照射之后，橡胶制品发生化学反应所形成的。橡胶制品在加工、运输以及使用过程中都会不可避免的接触到氧，所以氧也成为了造成橡胶制品老化的主要因素之一。

1.5 外部作用力机械类对橡胶制品的影响

橡胶制品在实际应用的过程中会受到内外环境因素的影响，其中外部就会受到机械力的影响。外部环境也会直接导致橡胶制品材料老化。橡胶制品在实际应用过程中，必不可免试会与外界有着直接的接触，而这部分的接触可能含有某些物质，会导致橡胶制品产生疲劳性，影响其使用寿命。例如：汽车的轮胎，汽车的轮胎一般是由高分子橡胶材料组成，而这种材料在长期使用过程中，因为承载力的作用下，极易产生变形现象，但是这种材料也有一个非常特别的性能，就是这种变形是可以得到恢复的。但是这种橡胶材料如果长时间在外作用力的影响下，也会导致其内部严重损害，从而加速了老化的速度。

2 加强橡胶制品疲劳寿命控制的建议

为了能够加强橡胶制品疲劳寿命的控制，那么就需要在产品结构设计当中，消除应力集中，以及对应力分布方面进行改变，才能够有效的提升制品的疲劳寿命。另外一方面需要对所组合成的材料进行合理化、科学化的选取，尽可能减少对橡胶材料疲劳性的影响。在进行材料选择的时候，首先可以考虑生胶、炭黑、防老剂、硫化剂等多种材料来对橡胶材料的疲劳性能进行改善。还有一方面便是橡胶制品本身的整体结构以及材料的配合是非常重要的，对于其疲劳性有着直接的影响，而同时，所使用的手工艺也会影响到橡胶制品的疲劳寿命，所以对这些影响的因素都需要进行全面的掌握以及控制。

结束语

综上所述，我国经济发展水平以及科技水平在不断进步的同时，越来越多高科技的新兴技术也开始诞生，相应的橡胶制品材料未来发展的前景也是非常可观的，其应用范围也会越来越广泛所以，针对于橡胶制品材料的老化方面，要进行讨论与研究，制定出解决的措施，从而提高其使用的性能和寿命。

参考文献：
[1] 李国强. 高分子橡胶材料老化的影响因素及应对措施分析[J]. 橡塑技术与装备, 2021, 47(7):3.

[2] 李墀欣. 基于主成分分析的塑料制品价格影响因素[J]. 塑料科技, 2020(6).

[3] 王昊, 危银涛, 王静. 橡胶材料疲劳寿命影响因素及研究方法综述[J]. 橡胶工业, 2020, 67(10):13.