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柔性微孔隙金属橡胶在宽温域环境下的性能研究

这项研究旨在探索柔性微孔隙金属橡胶内部金属丝的网状迂曲排布与复杂接触，并揭示其在宽温域环境下迥异于一般阻尼材料的摩擦性能与结构效应。首先通过虚拟制备技术构建金属橡胶的有限元模型，在此基础上通过热固耦合得到其温度场、应力场与变形量的准确分布。研究发现金属橡胶的温度场沿成型向呈现出一定的梯度，并在边界条件的束缚下产生不均匀的局部热膨胀。一方面，金属丝的膨胀会增加整体的接触数量，另一方面，因环境而产生的热应力也会增大接触表面间的法向接触应力，二者同时影响金属橡胶在宽温域环境下的摩擦耗能。在此基础上进一步抽离出包含结构信息的细观微元，并通过热电比拟法对其进行数值重构。基于最小阻值定律匹配并联模型从而建立金属橡胶的热阻网络，以此探究其内部拓扑结构、外部环境温度以及热物理性能间的定量关系。最后，通过激光热分析系统得到金属橡胶热物理性能的表征参数，应该指出，金属橡胶的等效导热系数与有效膨胀系数随温度的增加而增加，但数值较小且变化稳定，反映出金属橡胶在宽温域环境下具有优异的隔热和耐热潜力。数值模型的预测结果与实验趋于一致，且测量效率显著提高。本研究有望为金属橡胶热物理性能的内在机制提供指导。