In this paper, the large deformation of hollow silicon rubber gasket is treated. The frictional contact occurs between groove and the outer part of hollow gasket, and the frictional self-contact exists in the inner parts of hollow gasket. The silicon rubber has the nonlinear elastic behavior and its material property is approximately incompressible. Hence, the stress analysis requires an existence of a strain energy function, which is usually defined in terms of invariants or stretch ratio such as generalized Mooney-Rivlin and Ogden model. Considering large compressive deformation and friction, Mooney-Rivlin 3rd model and Coulomb's friction model are assumed. The numerical analysis is obtained by the commercial finite element program MARC. But, due to large deformation, the elements degenerate in the inner parts of hollow gasket. This means that the analysis of subsequent increments is carried out with a very poor mesh. In order to continue the analysis with a sufficient accuracy, it is necessary to use new finite element modeling by remesh. Experiments are also performed to show the validity of present method. As a conclusion, numerical results by this research have good agreements with experiments.
An air spring which is a part of the railroad vehicle suspension system is used to reduce and absorb the vibration and the noise. Main components of the air spring are a cord reinforced rubber bellows, a upper plate, a lower plate and a stopper rubber spring. The characteristics of the air spring which are the load capacity, the vertical and the horizontal stiffness are determined by the configuration of the rubber bellows, the angle of cord, and the mechanical properties of cord. Computer simulations using a commercial finite element analysis codes are executed to predict and evaluate the load capacity and the stiffness. The appropriate shape and cord angle of the air spring are selected to meet the required specifications of the air spring. Several samples of the air spring are manufactured and experimentally evaluated. It is shown that the results by computer simulation arc in close agreement with the test results.
This paper presents a hybrid rubber mount with magnet to isolate effectively the vibration in vehicle, forklift, and so on. The hybrid mount does not have any controller of the magnetic force. Dynamic stiffness of the mount is reduced by only magnetic suction according to the applied magnetic field and damping coefficient increased. Performance of conventional rubber mount with using electromagnet has been investigated by MTS Tester. The governing equation of the hybrid mount was derived and verified by comparison with experimental and theoretical results. The equation can be used practically and usefully in the design of the mount and analysis of the mounting system. The hybrid mount provides excellent performance in vibration isolation and its structure is very simpler than active with controller and a semi-active mount with a functional fluid. Furthermore, production cost of the mount using permanent magnets is very lower than that of the active mount with electromagnets. Therefore, commercial potential of the mount is very high.
In this paper, the deformed shape, the contact forces and the load-displacement curves of the real hollow gasket made of silicon rubber are analyzed using a commercial finite element program MARC. In the numerical analysis, the silicon rubber is assumed to have the properties of the geometric and material nonlinearity and the incompressibility, and the hyperelastic constitutive relations of that material are represented by the generalized Mooney-Rivlin and Ogden models. The outer frictional contact between the hollow gasket and the groove of rigid container and the inner self-contact of the hollow gasket are taken into account in the course of numerical computation. Experiments are also performed to obtain the material data for numerical computation and to show the validity of the mechanical deformation of the hollow gasket, resulting in good agreements between them.
Thermoplastic elastomer(TPE) can be recycled and molded such as commercial thermoplastic. Therefore TPE has being widely applied on automobile, household and etc. in these days. This study shows the variation of mechanical properties and shrinkage on TPE moldings for variation of injection molding conditions such as injection pressure, holding pressure, melt temperature, mold temperature and etc. Mechanical properties in relation to tensile strength, hardness and shrinkage in connection with precision dimension of part are investigated. The tensile strength and shrinkage of the experimental TPEs are mainly influenced by injection pressure and melt temperature. All injection molding conditions scarcely affect on hardness. To verify the variation of tensile strength and shrinkage, morphology of TPE molding was scanned by the SEM. The morphology showed that as the melt temperature increased, the rubber particles on the TPE became smaller and widely were dispersed. This behavior of rubber particles influenced on the increase of tensile strength.
Rubber wheel-type AGT has two major kinds of bogie; one is the bogie type and the other and passenger loads. This paper deals with the statics analysis for two types of bogie frame subjected to combined external forces, as well as independent ones specified in UIC 515-4. Furthermore, the dynamics analysis is performed under vibrational loading conditions so as to compare dynamic characteristics, Numerical results by using commercial packages, Ⅰ-DEAS and NASTRAN show that maximum stresses do not exceed the yielding level of material used for both bogies. From an overall viewpoint of strength, the bogie type turns out to be superior to the steering type except the case of a lateral loading. It is also observed that the steering type shows a be stiffened. It is strongly anticipated that vibrational fatigue analysis should be carried out under realistic loading conditions closely matching to situations such as running surface and lateral clearances along the guideway.
타이어 인너라이너(innerliner)는 타이어 내부의 고무층으로 타이어의 공기압 유지 및 내구성능을 유지하는 중요한 역할을 한다. 일반적으로 인너라이너용 고무는 공기 투과속도가 낮은 halogenated butyl rubber(HIIR)를 가장 많이 사용하고 있다. 수년 전부터 chloronated butyl rubber(CIIR), brominated poly(isobutylene-co-isoprene)(BIIR), brominated polyisobutylene-co-paramethylstyrene(BIMS) 고무와 높은 종횡비를 지닌 충전제를 복합화하여 고무기질내의 공기 투과 거리를 증가시켜 공기 차단 특성을 향상시키는 나노복합체 연구가 활발히 이루어지고 있다. 인너라이너의 고차단화 기술은 인너라이너의 두께 조절이 가능하고, 일정한 공기압 유지를 통한 타이어의 내구성능을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서, 고무 소재의 공기 차단 특성을 부여할 수 있는 차단성 소재 및 나노복합체 제조 기술에 대해서 살펴보았다.
Kim, Donghak;Kim, Seonggil;Lee, Minji;Lee, Chanhee;Lee, Horyong;Lee, Seongwoo;Lee, Suhyeon;Moon, Myeongsuk;Bang, Daesuk
Elastomers and Composites
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제50권1호
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pp.24-29
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2015
In this study, we investigated the effects of a crosslinking agent and a compatibilizer on the mechanical and rheological properties of waste PP and waste ground rubber tire (WGRT) composites. In order to simulate a commercial TPV, the component of waste PP and WGRT was fixed at 30 and 70 wt%, respectively. With the simple addition of SEBS-g-MA into the waste PP/WGRT composites, the tensile strength of the composite was decreased, whereas both the elongation at break and impact strength were significantly increased because of rubbery characteristics of SEBS-g-MA. In order to further improve the properties of the composites, the waste PP/WGRT/SEBS-g-MA composites was revulcanized with dicumyl peroxide (DCP). As expected, mechanical properties of the revulcanized composites was generally improved. Especially, with 15 and 1 phr of SEBS-g-MA and DCP, elongation at break was highest value of about 183% because of the recross-linking of WGRT without chain scission of the main chain. It was found that complex viscosity of the revulcanized composite increased which might verify further vulcanization of the WGRT.
Recently, the vibration and structure-borne noise induced by passing trains are of great concerns, and the floating slab track is highlighted as one of most efficient alternatives to reduce the railway vibration. However, due to the non-linearity and viscosity of rubber spring used in the floating slab track, its dynamic behavior is very complex. In this study, therefore, to simulate the dynamic behavior of floating slab track with a better accuracy, a nonlinear viscoelastic rubber spring model that can be incorporated in commercial finite element analysis codes has been proposed. This model is composed of a combination of elastic spring element, friction element and viscous element, and termed the "generalized friction viscoelastic model(GFVM)". Also, in this study, the method to determine the model parameters of GFVM based on Berg's 5-parameter model was presented. The results of the finite element analysis with this rubber spring model exhibit very good correlation with the test results of a laboratory mock-up test, and the feasibility of GFVM has been verified.
폴리스티렌계 음이온교환막은 제조가 쉽고 공정이 간단한 장점을 갖고 있으나 막의 취성이 높아 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하여 유연하고 우수한 내구성을 갖는 막을 만들기 위해 acrylonitrile-butadiene rubber를 첨가제로 사용하여 음이온교환막을 제조하였다. 다양한 조성의 vinylbenzylchloride와 styrene, divinylbenzene, acrylonitrile-butadiene rubber 그리고 benzoyl peroxide로 이루어진 단량체 용액을 지지체인 직물 형태의 지지체인 poly(propylene)위에 캐스팅 후 열중합 가교시킨 다음 trimethylamine과 acetone을 이용하여 음이온 교환기($-N+(CH_3)_3$)를 함유하는 복합막을 제조하였다. 음이온 교환막 제조시 첨가제의 함량에 따른 막의 성능을 평가하여 최적화 비율을 찾고, 단량체의 함량을 변화하여 함수율, 이온교환용량(IEC) 및 전기저항 값을 측정하였다. 그 결과 최적화 비율로 제조된 막들은 아스톰사의 상용화 음이온 교환막(AMX)보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 값을 나타내는 동시에 유연성과 내구성이 우수한 막이 만들어진 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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