Wybierz język 
W inżynieria mostów autostradowych, laminowane łożyska gumowe są szeroko stosowane pomiędzy nadbudową a podkonstrukcją mostów. Odgrywają kluczową rolę w przenoszące obciążenia pionowe, kompensując deformacje strukturalne , I zapewniając izolację i tłumienie drgań.
Z mechanicznego punktu widzenia ta forma strukturalna jest bardzo spójna tłumiki drgań podłóg, elastyczne gumowe podkładki , I podkładki wygłuszające podłoże , które są typowe inżynieryjne gumowe produkty do izolacji drgań . Wszystkie te systemy opierają się na zachowanie się odkształceń i zdolność rozpraszania energii materiałów gumowych pod warunkach obciążenia ściskającego i ścinającego.
Zazwyczaj warstwy wzmacniające laminowane łożyska gumowe składa się z wiele cienkich płyt stalowych lub siatek z drutu stalowego . Pod wpływem tych warstw wzmacniających, boczne wybrzuszenie gumy jest skutecznie tłumiony, co znacznie poprawia wytrzymałość na ściskanie I ogólna sztywność warstw gumy.
Jednocześnie zapewniając wysoki poziom nośność pionowa , wystarczający zdolność do odkształcenia ścinającego przy przemieszczeniu poziomym nadal można osiągnąć. Ta cecha jest równie istotna przy projektowaniu podkładki wygłuszające podłoże I elastyczne gumowe podkładki.
The metoda badania modułu sprężystości przy ściskaniu jest jednym z podstawowych podejść do oceny wydajność mechaniczna z laminowane łożyska gumowe . Wraz z wdrożeniem zaktualizowanych standardów zarówno metody obliczeniowe I procedury testowania uległy odpowiednim zmianom.
W ramach badań eksperymentalnych w niniejszym badaniu systematycznie analizowano Kluczowe czynniki wpływające na dokładność testu i stopień ich wpływu, zapewniając substancję stałą podstawy techniczne inżynierii mostowej i inżynierii kontroli drgań.
1. Przegląd metody badania modułu sprężystości przy ściskaniu
1.1 Podstawowa koncepcja
W 1981 r. Lindley P.B zaproponował teoretyczny model obliczania sztywność pionowa łożysk gumowych , w oparciu o założenie prawie nieściśliwe, elastyczne zachowanie materiałów gumowych . Od tego czasu teoria ta znalazła szerokie zastosowanie w praktyce inżynierskiej.
Pod pionowe obciążenia ściskające , materiały gumowe wykazują nie tylko odkształcenie ściskające w kierunku grubości , ale także w pewnym stopniu boczne odkształcenie wybrzuszenia . To mechaniczne zachowanie ma również zastosowanie do tłumiki drgań podłóg I elastyczne gumowe podkładki W budowanie systemów kontroli wibracji.
1.2 Wzór obliczeniowy
Do łożyska gumowego zawierającego n warstw gumy przy założeniu, że materiał gumowy jest nieściśliwy i poddawany działaniu czysta kompresja , sztywność pionowa oblicza się jako:
Kv=E1⋅A0n⋅t1K_v = \frac{E_1 \cdot A_0}{n \cdot t_1}Kv=n⋅t1E1⋅A0
Gdzie:
E₁ — Wzdłużny moduł sprężystości gumy
A₀ — Efektywna powierzchnia nośna
t₁ — Grubość pojedynczej warstwy gumy
Formuła ta ma ważną wartość odniesienia dla laminowane łożyska gumowe, podkładki wygłuszające podłoże , I wyroby gumowe izolujące drgania stosowane w systemach transportu kolejowego.
2. Koncepcja projektowa automatycznego systemu badania modułu sprężystości przy ściskaniu
The automatyczny system badania modułu sprężystości przy ściskaniu składa się głównie z:
Maszyna do badania kompresji
Czujniki przemieszczenia i siły
Profesjonalne oprogramowanie do testowania i analizy danych
Podczas testowania system może w sposób ciągły zbierają dane dotyczące obciążenia pionowego i odkształceń ściskających , automatycznie wygeneruj krzywe naprężenia – odkształcenia i obliczyć moduł sprężystości przy ściskaniu wraz z analiza odchyleń.
Zastosowanie tego systemu:
Znacząco ogranicza liczbę operacji ręcznych
Skutecznie zapobiega błędom odczytu przez człowieka
Utrzymuje błędy testowania w akceptowalnych granicach
Ten tryb testowania ma zastosowanie nie tylko do laminowane łożyska gumowe , ale także do tłumiki drgań podłóg I elastyczne gumowe podkładki do oceny wydajności mechanicznej.
3. Studium przypadku inżynierskiego i porównanie metod testowania
3.1 Opis przypadku
A laminowane łożysko gumowe została wybrana jako próbka do badań o następujących parametrach:
Średnica: 140 mm
Gotowa wysokość: 25 mm
Grubość pojedynczej warstwy gumy: 4 mm
Grubość blachy stalowej: 2 mm
Liczba warstw blachy stalowej: 3 warstwy
Efektywna powierzchnia nośna: 15 366 mm²
Współczynnik kształtu: 7.0
Całkowita grubość gumy: 20 mm
Według nowego standardu, zakres obliczeniowy modułu sprężystości przy ściskaniu Jest (303 ± 60) MPa.
3.2 Wpływ różnych metod ładowania na wyniki testu
Aby zbadać wpływ metody ładowania zaprojektowano dwa schematy ładowania:
Schemat 1 (Ładowanie niestandardowe):
Konwencjonalna szybkość załadunku i rozładunku
3 cykle ładowania
Schemat 2 (obciążenie standardowe):
Załadunek stopniowy zgodnie z nowymi normami
Każdy poziom obciążenia utrzymywany przez 120 sekund przed zebraniem danych o deformacjach
Wyniki testów to pokazują:
Schemat 1 wykazuje odchylenie przekraczające 3%, z oczywistym efekty histerezy
Schemat 2 wykazuje odchylenia mniejsze niż 3%, zapewnienie bardziej stabilne i wiarygodne wyniki
Wniosek ten służy również jako cenne odniesienie do oceny długoterminowej wydajności podkładki wygłuszające podłoże przy ciągłych obciążeniach.
4. Analiza niepewności pomiaru podczas testowania
4.1 Czynniki niepewności niezależne od właściwości materiału
Należą do nich przede wszystkim:
Dokładność pomiaru przyrządów badawczych (kompresor, mierniki przemieszczenia, tensometry itp.)
Zasady zaokrąglania danych
Różnice w interpretacji i odczytywaniu standardów przez operatorów
Niepewność tę można skutecznie zmniejszyć poprzez powtarzane testy I ustandaryzowane procedury operacyjne.
4.2 Czynniki niepewności związane z badaną próbką
Należą do nich:
Błędy w efektywna powierzchnia nośna
Błędy pomiarowe w całkowita grubość gumy i grubość blachy stalowej
Błędy w zakończony pomiar wysokości
Wpływ temperatura i wilgotność otoczenia
Czynniki te są równie istotne przy testowaniu elastyczne gumowe podkładki I tłumiki drgań podłóg.
5. Kontrola całkowitej niepewności pomiaru
Po połączeniu wszystkich parametrów błędów a całkowita niepewność pomiaru powstaje. Odpowiednie normy jasno określają maksymalne dopuszczalne błędy dla kluczowych parametrów, takich jak obciążenie i przemieszczenie.
Ściśle przestrzegając tych standardów i skutecznie kontrolując skumulowane błędy, firma niezawodność i dokładność wyników badań można znacznie poprawić.
Wniosek
Łożyska z laminowanej gumy są niezbędnymi elementami konstrukcje mostów autostradowych i ich wydajność kompresji bezpośrednio wpływa bezpieczeństwo eksploatacji mostu.
Poprzez naukowe zastosowanie metody badania modułu sprężystości przy ściskaniu , w połączeniu z analiza niepewności pomiaru skumulowane błędy mogą być skutecznie kontrolowane, zapewniając wysoką dokładność testów.
Wyniki tego badania mają zastosowanie nie tylko do inżynieria mostowa , ale także dostarczają cennych informacji odniesienia teoretyczne i praktyczne dla projektowanie, testowanie i zastosowanie z tłumiki drgań podłóg, elastyczne gumowe podkładki , I podkładki wygłuszające podłoże , a także inne inżynieryjne gumowe produkty do izolacji drgań.
W inżynieria mostów autostradowych, laminowane łożyska gumowe są szeroko stosowane pomiędzy nadbudową a podkonstrukcją mostów.
