特定粒度的砂纸充当压缩板和橡胶样品之间的“高摩擦力锚”。其主要功能是极大地增加接触界面的摩擦系数，将橡胶的端部固定到位，防止它们在轴向压缩过程中向外滑动到金属板上。
核心要点 可靠的滞后测试取决于将材料的内部行为与外部变量隔离开来。砂纸可防止界面滑动，从而确保所得的力和变形数据反映橡胶固有的机械响应，而不是由表面移动引起的实验误差。
界面控制的力学原理
提高摩擦系数
橡胶样品天生具有柔顺性，而压缩板通常是光滑、坚硬的金属。如果没有干预，当受到压缩时，橡胶自然会试图在金属表面向外扩展。
在这两个表面之间放置砂纸会引入粗糙的纹理，从而显著提高摩擦系数。这种摩擦产生了一种机械联锁，橡胶难以克服。
防止相对滑动
砂纸的基本目标是防止相对于金属板的滑动。如果橡胶滑动，样品在测试过程中的几何形状会发生不可预测的变化。
通过固定接触点，砂纸迫使橡胶在内部变形，而不是在外部移动。这种约束对于定义实验的边界条件至关重要。
确保数据完整性
实现均匀鼓胀
当样品端部成功被摩擦固定时，橡胶被迫从中心向外扩张。这会导致受控的、均匀的鼓胀变形。
这种特定形状——通常类似于桶形——是此类压缩测试的预期变形模式。它证实了载荷正按计划通过材料结构分布。
隔离固有的机械响应
滞后测试的最终目的是理解橡胶本身的性能。如果样品滑动，记录的能量耗散将包括界面处的摩擦损耗。
砂纸消除了这个变量，确保数据仅捕获橡胶的固有机械响应。这使得在没有实验伪影污染的情况下，能够准确计算能量损失和阻尼特性。
要避免的常见陷阱
“滑动误差”
压缩测试中最显著的风险是未识别的界面滑动。如果省略砂纸或砂粒太细而无法固定样品，橡胶可能会滑动。
这种滑动会表现为刚度下降或力-位移曲线出现不规则。这是实验误差，使数据对于精确的材料表征无效。
边界条件不一致
使用磨损的砂纸或不一致的粒度可能导致部分滑动。在这种情况下，样品既不会完全滑动也不会均匀鼓胀。
这会产生一种难以用数学模型描述的“混合模式”变形。为了使不同橡胶样品之间能够进行有效比较，需要摩擦界面的稳定性。
根据您的目标做出正确选择
为了确保您的滞后数据有效，您必须像对待机器校准一样严谨地对待界面设置。
- 如果您的主要关注点是材料精度：确保砂纸粒度提供足够的摩擦力，完全固定接触表面，保证数据反映真实的材料力学。
- 如果您的主要关注点是实验可靠性：通过确认样品在每个循环中都经历均匀鼓胀而不是不规则滑动来消除变量。
控制接触界面的摩擦是可重复橡胶压缩测试的基础。
总结表：
| 特征 | 砂纸的功能 | 对数据准确性的影响 |
|---|---|---|
| 摩擦水平 | 急剧增加摩擦系数 | 防止外部滑动误差 |
| 样品几何形状 | 确保接触点固定 | 促进受控、均匀的桶形鼓胀 |
| 能量捕获 | 消除界面摩擦损耗 | 仅记录固有的材料阻尼 |
| 可靠性 | 建立一致的边界条件 | 保证可重复的力-位移曲线 |
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参考文献
- Milan P. Nikolić, Vukašin Pavlović. The Influence of Rubber Hysteresis on the Sliding Friction Coefficient During Contact Between Viscoelastic Bodies and a Hard Substrate. DOI: 10.3390/app142411820
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
