盾构管片弹性橡胶密封垫防水性能灵敏度分析

为研究由生产加工造成的橡胶密封垫材料和几何参数的随机性对盾构管片接头防水性能的影响,选择密封垫橡胶的材料硬度﹑孔洞圆心坐标﹑孔径等参数作为随机输入变量,以密封垫表面平均接触应力为分析目标,运用ANSYSPDS随机分析模块计算各随机参数对表面平均接触应力的灵敏度数值,并在此基础上探究各随机参数的公差对密封垫防水性能的影响程度.对某城市地铁盾构隧道弹性密封垫的分析结果表明:橡胶材料力学参数是影响抗水能力的主要因素,尤其是C10.几何参数中,截面上部孔径的变化对下表面接触应力影响较大,而圆孔位置对临近表面的接触应力影响敏感,中部圆孔对上、下表面接触应力的影响程度相当.     

SBR/PAANa遇水膨胀橡胶的力学及膨胀性能研究

研究了SBR/PAANa混炼型遇水膨胀橡胶的力学及遇水膨胀性性能.结果表明,PAANa含量越高,SBR/PAANa膨胀性能和压缩永久变形性越高,但拉伸强度逐渐降低;相对于在去离子水中,增加金属离子浓度或者金属离子电荷都会使SBR/PAANa膨胀性能下降.     

油井套管橡胶密封的有限元分析

采用非线性有限元软件,对油井套管橡胶密封的应力进行了分析,计算出橡胶密封装置的应力分布。分别考虑了载荷、摩擦系数、密封间隙和橡胶密封筒高度对应力分布的影响。分析表明,载荷、密封间隙、橡胶密封筒高度对应力最大值有影响,而摩擦系数影响很小。可以根据这些计算结果,对实际设计的橡胶密封筒进行优化设计。     

周边固定的橡胶薄膜在气压作用下的变形分析

根据Gao提出的橡胶材料的非线性弹性大变形应变能函数,分析了周边固定的橡胶薄膜受气压作用的轴对称问题,推导了此类橡胶薄膜在气压作用下的平衡方程,得到了此类橡胶薄膜的变形曲线.     

橡胶密封垫圈断口形貌及破坏机理分析

采用透射电镜、扫描显微镜及X射线能谱仪,观察了橡胶中微观组织结构,研究了密封垫圈中橡胶在疲劳情况下的断口形貌,分析其微观破坏机理,说明了材料微观损伤断裂的力学和物理过程。其目的是为密封垫圈的结构设计和制造提供依据。     

高围压高孔隙水压作用下岩石蠕变特性

对重庆某地深部砂岩进行高围压和高孔隙水压作用下分级加载蠕变试验。结果表明:加载初期的一较短时间内,孔隙水压力在一定程度上延缓轴向变形,随后整个加载过程表现为增强岩石轴向变形。相同围压下,有孔隙水压和无孔隙水压时岩石蠕变可能存在一个相同的应力强度比阀值,当应力强度比超过该阀值后便会出现加速蠕变破坏。选取三元件广义Kelvin模型描述高围压高孔隙水压作用下加载应力低于屈服应力σs时的岩石蠕变特性,效果较为理想。基于高围压高孔隙水压作用下砂岩加速蠕变试验曲线特性,采用拟合、类比的方法引入一个二元件黏塑性模型,将其与三元件广义Kelvin模型串联组成一个新的可以描述岩石加速蠕变全过程的非线性黏弹塑性蠕变模型。采用基于Quasi-Newton非线性优化算法(BFGS)的Matlab编程,实现对高围压高孔隙水作用下岩石加速蠕变全过程曲线进行辨识,对比试验曲线和模型拟合曲线,二者吻合较好,验证非线性黏弹塑性模型的正确性。     

考虑温度作用的橡胶混凝土动态轴心抗压性能

目的 为了系统掌握橡胶混凝土的动态性能,深化橡胶混凝土的研究.方法 在常温和低温两种环境下,对四种橡胶掺量和两种橡胶粒径的橡胶混凝土试样;在不同应力速率下进行轴心抗压性能试验.结果 低温下橡胶混凝土应力速率越高,试件最终的破损程度越严重;在不同应力速率下的破坏形态与常温情况相比,延性特征更明显,橡胶混凝土的强度增量与应...     

负重轮橡胶轮缘有限元分析及力学特性拟合

采用均匀设计法,选取履带车辆负重轮橡胶轮缘的２４组不同几何参数,建立橡胶轮缘的三维有限元分析模型,用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件计算橡胶轮缘的位移,应力和应变分布情况,最后对橡胶轮缘的最大径向位移,应力和应变进行多元线性回归。得到了橡胶轮缘的最大径向位移,应力和应变随７个影响因素的拟合特性,试验验证表明,所得拟合公式有实用价值。     

高围压高水压作用下脆性岩石强度变形特性试验研究

对锦屏二级水电站引水隧洞大理岩、砂岩进行高围压高水压条件下全应力-应变过程三轴压缩试验,分析高围压高水压对脆性岩石变形、强度及脆-延转化特性的影响,探讨围压变化范围较大时岩石强度与围压及高孔隙水压之间的关系．结果表明：在较大围压范围内,有无施加水压力2种条件下,σ1与σ3之间均呈非线性关系;高孔隙水压力加速了岩石的脆性破裂,降低了岩石的强度．     

吸水膨胀橡胶作为封堵剂的室内评价

选择两种吸水膨胀橡胶(Water Swellable Rubber )作为堵水剂,测试其在清水和1%的NaCl溶液中的膨胀率,并进行室内岩心封堵和热失重实验.实验结果表明,吸水膨胀橡胶在55℃清水中的膨胀率高达650%、热失重率小于3%,对裂缝有很强的封堵能力.     

橡胶制动皮碗的溶胀作用分析及其控制原理

针对目前汽车制动液普遍存在的橡胶溶胀问题，进行了系统的研究和探讨．以核磁共振（ＮＭＲ）为主要的结构分析手段，结合天然橡胶（ＮＲ），丁苯橡胶（ＳＢＲ）和三元乙丙橡胶（ＥＰＲ）制动皮碗在不同汽车制动液中溶胀前后的根径变化值、硬度下降值和体积膨胀率等数据．讨论及分析了橡胶制动皮碗的溶胀原因及作用，并提出了通过汽车制动液的主体结构、增加介质极性和利用界面活性剂等途径防止橡胶制动皮碗溶胀的方法．     

钢丝编织高压胶管的力学性能及破坏强度

应用连续介质力学有限变形基本理论和超弹性理论,建立钢丝编织胶管的多层圆筒模型,得到了胶管变形和应力分布与内压的关系,分析了胶管的变形、应力分布和破坏强度等力学性能,并且讨论了钢丝层的弹性模量、胶管的轴向伸长等材料或几何因素对其变形、应力分布和破坏强度的影响.     

橡胶聚合物在碳氢溶剂中的膨胀特性

为了验证碳氢有机溶剂在橡胶中的运输机理及运输特性,并为后期研究吸热型碳氢燃料与橡胶的相容性做准备,用浸泡/称量法对硫磺硫化体系(分别填充快压出炭黑和SiO2)、过氧化物硫化体系和混合硫化体系的天然橡胶在有机溶剂中的膨胀现象进行了研究。膨胀达到平衡时,快压出炭黑填充的硫磺硫化体系具有最小的溶剂吸收量,过氧化物硫化体系具有最大的溶剂吸收量。分别研究了交联密度、溶剂分子和温度对有机溶剂在橡胶中扩散的影响规律,并从热力学角度进行了详细分析。结果表明:实验所用橡胶-溶剂系统中,扩散结果偏离了Fick模型,为无规则扩散,且扩散系数随溶剂摩尔体积、相对分子质量、分子链的长度增加而减小;交联密度增加时溶剂的扩散减少,橡胶吸收溶剂的量减小;对二甲苯和丙苯比实验所用的烷烃有机溶剂更易使橡胶膨胀;在实验温度范围内,温度升高时橡胶的吸收量增加。     

受压橡胶圆薄膜非线性变形特性分析

在将橡胶圆板处理为圆薄膜后，基于非线性变形理论和储能函数的特性，导出了橡胶圆薄膜大变形状态的平衡方程和变形曲面的几何特性参数．在将变形曲面作球冠面假设后，获得了挠度与载荷之间的特征关系．与实验测试值的比较发现，所求得的理论解是有效的．     

高压实膨润土膨胀力预测研究

作为高放射性核废物深地质处置库缓冲回填材料,高压实膨润土的膨胀力是其缓冲性能的关键指标.在详细阐述膨润土水化膨胀过程的基础上,系统总结了膨胀力的预测机理、理论模型及试验验证的最新研究成果.国内外学者主要基于扩散双电子层理论,建立了膨润土膨胀力的预测模型;通过室内试验,研究了初始干密度、初始含水率等因素对膨润土最终膨胀力的影响规律.理论模型与试验结果对比分析表明,现有模型对蒙脱石含量较高、初始干密度较大的膨润土拟合性较差.实际上,高压实膨润土的膨胀过程包括晶层膨胀和扩散层膨胀,而现有理论模型仅适用于膨润土扩散双电层膨胀阶段,无法涵盖膨润土晶层膨胀阶段.同时,现有理论模型仅适用于预测膨润土的最终膨胀力,难以反映出处置库长期运营期间环境变化所导致的膨胀力演化过程.     

实验分析泥岩水化膨胀应力与力学参数之间的关系

在钻井的过程中,泥页岩地层一旦与水基钻井液接触后,便会发生水化膨胀作用,在地层压力和上覆岩层压力的约束下产生膨胀应力,岩石强度降低,井壁稳定性下降。因此,研究水化膨胀作用与力学参数之间的关系是研究泥岩井壁稳定的关键内容之一。基于泥页岩的水化作用机理,通过室内实验分析了水基钻井液中的离子类型及其浓度对水化膨胀应力的影响,并且测量了岩样水化后的力学参数。实验结果表明泥岩水化膨胀应力与离子类型和浓度有关;水化后泥岩的含水量越大,产生的线膨胀应力越大,力学参数越小;线膨胀应力与泥岩水化后的力学参数之间具有较好的指数递减关系。     

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验, 研究了其膨胀特性及湿陷特性. 试验结果表明: 膨胀力随初始干密度的增加而增大, 且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系; 浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小, 且随着初始干密度的增加而增大; 膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小; 在相同竖向应力下, 3 种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同, 在双对数坐标下, 孔隙比与竖向应力呈线性关系.     

水乳型橡胶压敏胶的微观结构与宏观性能

本文考察了降解天然胶乳与萜烯树脂乳液组成的水乳型橡胶压敏胶成膜过程中，烘干温度和时间对胶膜微观结构及宏观性能的影响，探讨了微观结构与宏观性能的关系。实验结果表明：橡胶与萜烯树脂达到或接近分子水平的扩散平衡时，可能获得性能优良的压敏胶制品；烘干温度是影响扩散平衡的重要因素。对于所研究体系，于９０～１００℃，５～３ｍｉｎ的条件下干燥，可得到综合性能良好的胶膜。     

静态破碎剂的轴向膨胀力学性能实验研究

针对静态破碎剂轴向膨胀力学行为进行了深入研究,提出了测量静态破碎剂膨胀压的轴向输出法,设计了测试系统及核心钢筒组件.分别采用轴向输出法和外管法对静态破碎剂膨胀压进行了测试.通过对比在不同孔径条件下两种方法测得的膨胀压,分析了孔径大小对静态破碎剂轴向膨胀压及其输出率的影响.结果表明:轴向输出法能够可靠准确测得静态破碎剂膨胀压;在固定的高径比条件下,静态破碎剂轴向膨胀压随孔径尺寸增大而增加;孔径小于50 mm时,自封孔效应导致静态破碎剂输出轴向膨胀压的能力减弱;孔径大于150 mm时,轴向膨胀压与径向膨胀压趋于一致,轴压输出率达100%.