钢板削弱型叠层橡胶支座力学性能试验研究

结合厚层橡胶支座和普通叠层橡胶支座的优点设计新型钢板削弱型叠层橡胶支座,通过调节环形钢板的总数和位置进行支座水平和竖向刚度的有效控制.选择3种中心橡胶层厚度的钢板削弱型叠层橡胶支座,分析所设计支座的滞回特性、刚度特性和耗能特性.基于串-并联模型,构建水平和竖向刚度的计算模型.试验结果表明,相比普通叠层橡胶支座,钢板削弱型叠层橡胶支座的水平和竖向刚度更低,水平和竖向耗能比更高,滞回曲线更光滑饱满.所建模型的计算结果与试验结果的一致性较好,误差绝对值不超过10%.所建模型在评估钢板削弱型叠层橡胶支座的水平和竖向刚度方面具有较高的精度和适用性.

悬挂胶轮列车与钢桥的振动试验及仿真研究

为评价悬挂胶轮列车及钢轨道梁桥的结构性能,以开封悬挂式单轨示范线为背景开展现场试验与仿真研究。开发了胶轮列车-钢轨道梁桥耦合振动分析程序,根据现场实测的胶轮车辆的空气弹簧、走行轮刚度和阻尼等力学参数,建立胶轮列车模型。对车桥动力响应的现场试验与动力仿真分析结果进行综合比较,采用相关规范对列车走行性以及轨道梁桥的动力性能进行综合评估。结果表明:车桥动力特性及其振动响应的理论与实测结果基本吻合,车桥耦合分析方法可应用于悬挂式胶轮单轨交通系统振动性能研究;轨道梁竖向挠跨比小于相关规范的限值,竖向刚度设计合理;在列车竖向静活载作用下,相邻两跨轨道梁梁端竖、横向转角之和最大值分别为4.5‰和1.5‰;车速80 km/h下轨道梁纵、横向应力动力系数最大值分别为1.17和1.14;考虑到悬挂式胶轮列车没有脱轨风险,列车轮重减载率及钢轨道梁桥横向加速度较传统铁路偏大,其相应限值可较现行铁路规范适当放松。

盾粉/橡胶增容复合材料性能与机理的光谱学分析

碳酸钙是橡胶生产中重要的无机填充剂,具有增容、补强等功能。随着中国橡胶需求量的不断增长,碳酸钙用量不断扩大,其生产成本与能源消耗等问题日益突出。钢渣是炼钢过程中产生的副产品,存在着利用率低、堆积量大等问题。钢渣的主要成分为CaO、SiO_(2)、Fe_(x)O_(y)、Al_(2)O_(3)等物质,物化性能与传统填料相近,且钢渣的耐磨性与多孔性优异,因此利用钢渣替代部分碳酸钙作为橡胶填充材料不仅具有重要研究意义而且可以缓解能源消耗、环境污染等问题。基于此,利用自制功能复合剂和超细立磨的方法对钢渣进行联合处理得到粒径800目的样品盾粉,制备活性碳酸钙与盾粉用量比不同的盾粉/橡胶增容复合材料。利用智能型硫化仪、电子拉力机、橡胶硬度计、微型量热仪(MCC)对制备的盾粉/橡胶增容复合材料进行性能测试,热重分析-傅里叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)、拉曼光谱仪(Ram)对盾粉/橡胶增容复合材料进行表征分析。结果表明:盾粉替代部分活性碳酸钙对橡胶体系硫化性能有一定的促进作用,可以提高盾粉/橡胶增容复合材料的硫化速度;盾粉的加入可以提高复合橡胶体系的力学性能与阻燃性能;通过微型量热仪(MCC)和拉曼光谱仪(Ram)对盾粉/橡胶增容复合材料分析发现,盾粉替代部分活性碳酸钙后的橡胶体系热释放能力和总热释放量降低、炭渣石墨化程度提升,进一步说明了盾粉替代部分活性碳酸钙在保证盾粉/橡胶增容复合材料物理学性能的前提下也具有一定的阻燃性能。热重-红外分析表明盾粉/橡胶增容复合材料在裂解过程中产生的气体主要为碳氢化合物;自制功能复合剂的加入可以缓解钢渣界面与橡胶界面不相容的问题,优化橡胶复合材料。以上研究为制备性能更优的盾粉/橡胶增容复合材料提供数据理论支持。

高压耐油胶管的技术现状

介绍高压耐油胶管的技术现状,综述高压耐油胶管的结构、橡胶原材料、配方设计、生产工艺方面的现状及研究进展,分析各胶种在高压耐油胶管中应用的性能特点。我国需要从胶管基础材料、配方设计、生产工艺、胶管总成等上下游全产业链进行技术升级,尤其是基础材料需要加快国产化进程,使得高压耐油胶管达到耐超高压、耐百万次动态脉冲疲劳和耐频繁屈挠的高性能要求。

济南某复杂综合体结构设计难点研究

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,高区拱形连桥采用钢结构空腹桁架结构体系,低区U形幕墙采用劲性索体系。针对工程特点,着重阐述了大底盘裙房不分缝可行性及低、高区弱连体的合理支座形式,提出了采用两端固定铰U形劲性索的弱连体新形式。结果表明:低区U形幕墙采用两端固定铰连接形式,高区连桥采用铅芯橡胶隔震支座连接形式均能较好地实现弱连接,保证塔楼和连桥的抗震性能。

橡胶混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

共设计制作9组试件,对钢筋内贴应变片的试件进行拉拔试验,系统研究了橡胶体积取代率、钢筋直径、锚固长度对变形钢筋与橡胶混凝土黏结性能的影响。观察了试件破坏形态并通过计算得出试件极限黏结应力和滑移量,得到了不同因素下黏结应力、相对滑移分布规律以及不同锚固位置处的黏结应力-滑移曲线。建立了考虑橡胶体积取代率下变形钢筋与橡胶混凝土黏结应力-滑移本构关系模型;通过对相同滑移值下不同位置(距自由端距离)处黏结应力的量纲一化处理,得到了不同橡胶体积取代率下的变形钢筋与橡胶混凝土的黏结位置函数。结果表明:橡胶体积取代率增加,极限黏结应力减小,对应加载端滑移量先增加后减少;钢筋直径、锚固长度增大均会导致极限黏结应力减小,对应加载端滑移量减少;对比各位置处黏结应力-滑移曲线发现,橡胶体积取代率增加、钢筋直径及锚固长度增大均会加剧黏结应力的不均匀分布;相对滑移量会随着橡胶体积取代率增加而增加,随着钢筋直径、锚固长度的增大而减少。

生态型地聚物混凝土抗压性能研究

文中利用再生粗骨料、废旧橡胶和再生钢纤维分别作为粗、细骨料和增强纤维,研制粉煤灰-矿渣基的生态型地聚物混凝土(Eco-GC),并对不同再生钢纤维掺量(1%、2%和3%)和不同橡胶颗粒替代率(5%、20%、35%和50%)的Eco-GC进行轴压性能试验研究,分析再生钢纤维掺量和橡胶颗粒替代率对破坏模态、抗压强度、峰值应变、弹性模量等的影响规律。研究结果表明,随着再生钢纤维掺量增大,Eco-GC的抗压强度、峰值应变、弹性模量均随之增加,但随着橡胶颗粒替代率提高,抗压强度、峰值应变、弹性模量均随之减小。

预制钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能试验研究

为了探究钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能,试验设计并制作了10个推出试件,研究橡胶套筒尺寸和加载制度对其抗剪性能的影响规律。试验结果表明:试件以栓钉剪断为主要破坏形式,并伴随栓钉附近局部混凝土压碎。橡胶套筒厚度对剪力件的抗剪承载力影响较小,橡胶套筒厚度为2mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的94%。随着橡胶套筒厚度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的87%;相对滑移则随着厚度增加而增加,最大为普通剪力件的142%。而随着橡胶套筒的高度增加,剪力件的抗剪承载力随之减少,橡胶套筒高度为50mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的89%;随着橡胶套筒高度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的75%;相对滑移则随着高度的增加而增加,最大为普通剪力件的137%。

钢丝帘布裁断机包边贴胶装置的结构与功能

钢丝帘布裁断机通过包边贴胶装置对胎体帘布或带束层帘布进行包边、贴胶等操作,以提高子午线轮胎的整体质量。包边贴胶装置主要包括定中机构、输送机构、胶条导开与导向机构、胶条贴合机构、垫布剥离机构、垫布收集机构以及包边机构等部件,其未来发展方向是提高自动化程度、精度、通用性,增加数据检测和分析功能。

橡胶衬板在难磨金矿磨矿工艺中的应用

针对某黄金选矿厂处理的石英脉型难磨硫化金矿一直沿用传统的锰钢衬板,在使用过程中存在使用周期短、吨矿成本高、安装困难等弊端,通过技术论证,将二段与三段磨锰钢衬板替换为橡胶衬板。应用实践表明,橡胶衬板磨矿生产稳定,在确保磨矿生产能力与磨矿产品细度的同时,有效延长了使用周期,降低了磨矿电耗、钢耗、噪音,且更换或维修更加轻便,综合效益显著。

钢丝绳芯输送带接头强度与预成型芯胶技术研究

钢丝绳芯输送带是带式输送机的牵引和运载构件,接头破坏是引起钢丝绳芯输送带故障的主要原因。为了提高输送带的接头强度和接头硫化效率,基于现有接头硫化工艺,提出了一种预成型芯胶敷设技术,以ST1600型钢丝绳芯输送带接头为研究对象,对该技术的应用进行了理论分析和试验研究。首先,建立输送带接头力学模型并进行受力分析,通过ANSYS Workbench软件研究钢丝绳水平、垂直间距不均匀性对接头强度的影响,然后,提出预成型芯胶敷设方法,通过芯胶流固耦合分析对比了填充式芯胶与三角形、梯形和半圆形芯胶凹槽对限制钢丝绳偏移的作用效果。最后,通过接头预成型芯胶硫化试验研究了该技术对输送带胶体粘合强度、接头硫化效率以及接头强度的影响。研究表明:输送带接头处钢丝绳的受力与其纵向位移有关,由于传统接头硫化作业中无法实现钢丝绳的均匀分布从而引起钢丝绳受力不均,影响接头强度,而钢丝绳水平间距相较垂直间距的变化对钢丝绳等效应力的影响尤为显著,更易引起接头钢丝绳的破坏。预成型芯胶敷设技术能够有效减少钢丝绳的偏移量,其中半圆形芯胶凹槽效果最优,水平方向减少70%,垂直方向减少86.9%。在相同硫化条件下,与填充式芯胶相比,三角形、梯形和半圆形芯胶凹槽硫化后的粘合强度分别提升了1.91%、−3.51%、2.48%,半圆形芯胶与钢丝绳结合度最好;采用半圆形芯胶凹槽的预成型芯胶技术敷设钢丝绳可减少70%作业时间,硫化后的输送带接头强度提高5.74%。研究结果可为钢丝绳芯接头硫化工艺的改进提供理论和实践指导。

某复杂大跨度钢结构连体结构设计及分析

本工程为大跨度连体建筑,连体结构最大跨度46m。连体本身采用钢桁架结构,连体两侧主体结构为混凝土框架结构。文章着重分析比较了大跨连体钢结构与主体结构支座连接采用刚性连接、半刚性连接和柔性连接对支座内力的影响。根据分析比较,本工程大跨连体结构支座采用铅芯橡胶支座。同时,文章采用高级有限元软件MIDAS gen进行连体结构的整体分析。结构设计时,针对结构的关键部位、薄弱部位进行了细部分析并加强构造措施,确保结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的安全性。

叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置隔震(振)效果研究

为解决传统水平隔震支座难以实现竖向减振的难题,研发叠层橡胶-可滑动钢弹簧振震双控装置,提出新型振震双控装置的设计原理及装配方法,结合振动台试验与有限元分析验证该装置的隔震性能,并通过数值仿真分析讨论其竖向减振效果。结果表明:由钢弹簧、摩擦滑移支座和叠层橡胶组成的新型振震双控装置,具有水平和竖向刚度低,抗倾覆能力强的优点;地震动作用下,水平向加速度峰值降低达80%;地铁竖向振动作用下,减振双控装置上部结构的加速度响应减小90%,分频最大振级减小19.93 dB。

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。

室内外气压平衡装置过风管施工技术

以某办公楼为例,对室内外气压平衡装置过风管施工技术进行研究,综述了通过在门顶设置室内外气压平衡装置(过风管道、孔口百叶、管道内隔音装置),消除门启闭时所产生空气正负压,使室内外气压保持平衡,并通过管内粘贴玻纤毡复合玻璃棉板和设置橡皮阀,以消除风管运行产生的噪音,减少风管壁的冷能量损失,并起到隔音效果。

橡胶-钢纤维混凝土的劈裂应力-应变曲线特征及破坏机理研究

为探究橡胶掺量及其粒径对橡胶-钢纤维混凝土(R-SFC)应力-应变曲线特征和破坏机理的影响,利用电液伺服万能试验机对R-SFC试件进行静载劈裂抗拉试验。结果表明:随着橡胶掺量的增加,R-SFC的应力-应变曲线均位于钢纤维混凝土(SFC)的上方,且峰后延/韧性显著地增加。随着橡胶粒径的增大,R-SFC的弹性段先减小后增大,且各粒径下峰后曲线近似平行。劈裂抗拉强度和峰值应变随橡胶掺量的增加均逐渐降低。在SFC中加入橡胶颗粒可以明显地改善其低应力劈裂脆性并提高其峰后变形能力。根据材料特性和破坏形态建立了橡胶和钢纤维协同作用的桥接模型,并基于该模型推导了协同作用的力学简化计算表达式。最后,结合纤维间距理论和断裂力学推导了劈裂抗拉强度式。

钢渣基功能填料的高附加值非建材领域应用研究进展

人类在面临一次资源日益枯竭的同时,又必须面对因一次资源消耗带来的固废难处理问题。因此,在充分考察钢渣性质基础上,利用钢渣特性,研发可以用于橡胶、涂料、塑料领域的钢渣基功能填料,有望实现钢渣跨产业生态链及高附加值利用,具有巨大经济价值与重要现实意义。钢渣基功能填料具有吸附性强、粒径小、与有机体系相容性好等特征,在橡胶输送带、钢结构防锈涂料、建筑外墙涂料、人造复合板材等领域具有广泛应用的潜力。本文首先对钢渣的特性、钢渣基功能填料的制备原理做了简要介绍;并就钢渣基功能填料作为橡胶填料、涂料颜填料与塑料填料的应用情况进行了具体分析。然后详细指出钢渣基功能填料用于橡胶复合材料、建筑外墙底漆、建筑外墙涂料、PVC微发泡板材的特点,并就目前钢渣基功能填料的局限性进行详细评述。在此基础上,指出优化钢渣基功能填料性能与开发多固废基协同复合功能填料,是钢渣基功能填料未来主要发展方向。

装配式波纹钢管-橡胶混凝土组合桥墩抗震性能研究

以研究承插式预制波纹钢管-橡胶混凝土墩的应用为出发点,对某座48m跨度的三跨连续梁桥进行了替代桥墩的力学及细部构造设计,在ABAQUS中建立了多尺度有限元模型,并进行了新型桥墩和几种常规桥墩在动力特性和地震响应方面的对比。结果表明:采用波纹钢管-橡胶混凝土组合桥墩替代后,结构自振频率显著降低,地震响应减小。波纹钢管的截面形式和橡胶混凝土对减小结构响应起到了积极作用。因此,将采用承插式的预制波纹钢管-橡胶混凝土组合桥墩应用于桥梁建造时,可加快建造速度,同时结构地震响应减小。

齿轮式滤胶机过滤全钢胎气密层实验研究

经过普通方式加工后的丁基混炼胶不能达到高载重轮胎的气密性要求,在原有的滤胶机上加装齿轮泵机头,既实现了高压挤出,又实现了精细滤胶,在同样材料的胎内胶配方下,利用自主研制的双驱同步橡胶齿轮泵式滤胶机对气密层进行精细滤胶,研究它在过滤后的性能,而且更换不同的滤网,来探究滤网目数对胶料性能的提升程度。在经齿轮泵式橡胶滤胶机过滤的胶料性能均有不同程度的提升,在150目下,性能提升幅度最大,其中胎内胶的撕裂强度提升20.21%,说明滤网过滤胶料杂质的同时还能平顺分子链的作用,滤网目数越高,分子链更加平顺,但是滤网目数越高,过滤时对胶料的阻力越大,当胶料过滤后,阻力消失,由于热运动与微构象的转化,分子链会自发恢复到混乱状态,导致胶料的机械性能会先上升后下降;透过系数降低了78.11%,丁腈中的甲基对称分布,分子结构对称,这使得聚集态结构堆砌紧密,又由于齿轮泵的过滤,使得胶料内的气体减少,聚集态结构堆砌更加致密,气密性提升,但是滤网目数越高,胶料所受到阻力越大,挤出滤网后的挤出涨大现象更加明显,聚集态结构堆砌愈发松散,所以气密性相对降低。这证明丁基混炼胶经过双驱同步橡胶齿轮泵式滤胶机过炼后实现了在同样的材料和配方下的气密层的性能提升。

改性钢渣/橡胶复合材料导热性能及耐久性研究

利用自制钢渣助磨改性剂处理热闷渣、电炉渣与风淬渣,将改性后的钢渣微粉与炭黑、橡胶基体等复合形成改性钢渣/橡胶复合材料.采用导热系数仪,测定三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化1、3、5、7、9、11 d的导热系数;根据Young’s与Flory方程计算出三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化前后的接触角θ与交联密度;采用热重分析仪(TGA)、场发射扫描电镜(SEM)进行热氧老化前后分析.未热氧老化时,在三种改性钢渣/橡胶复合材料中改性电炉钢渣/橡胶复合材料的导热系数最低,为0.187 W·m-1·K-1,是因为改性电炉渣粒中位径(d_(50))最小,即3.49μm,形成更致密的胶裹渣结构,不易形成导热通路,使其导热系数降低.热氧老化时,破坏胶裹渣结构,改性电炉渣/橡胶复合材料形成的孔隙大,分散性最好,降低界面热阻,更易形成导热通路,使其导热系数最高.热氧老化后,橡胶复合材料表面粗糙度变大且存在较长裂纹与较深孔洞,导致橡胶复合材料吸水性增加,接触角下降.由于改性热闷渣的粒径最大,在热作用下氧气更容易进入橡胶复合材料中与橡胶分子链(双键)发生反应生成自由基,增加分子量,提高交联密度;由于改性风淬渣的碱度最高,为3.3,不利于硫化过程,更易形成的不稳定碳层,使二次燃烧更加充分,导致交联密度变小,在800℃时,热氧老化后,改性风淬渣/橡胶复合材料残余物炭渣质量分数仅为1.02%,耐久性最差.