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橡胶护舷硫化作用直接决定着产品的最终形状和物理性能
Edit: 江苏安锦橡胶有限公司Date: 2019-08-29

橡胶护舷是码头或船只上运用的一种缓冲装置,其作用是吸收船只在靠岸或系泊时的磕碰能量,维护船只、码头免受损坏。与其他材料护舷比较,橡胶护舷具有弹性好、吸能多、寿命长、便于维护和标准化出产等优点,在日本、 欧美和东南亚国家运用非常广泛。

随着我国现代航运业、 船只工业及港口码头的快速开展,橡胶护舷的规划、剖析、制作及其运用也越来越受到重视。硫化作为护舷制作进程中的最终一道工序,直接决定着产品的最终形状和物理性能,因而,研讨护舷的硫化工艺具有非常重要意义。能够运用 2 种方法来评价护舷的硫化特性和功率:一种是经过热电偶测出护舷内部关键点处的温度历程,运用合理的动力学模型把各点温度转化为硫化程度,以此确认硫化的必要时刻。配方规划和硫化介质温度的改变将影响交联反响,从而影响到橡胶的最终交联密度和机械性能,而且每次做完试验后,必须把护舷割开来找出热电偶的方位,这种试错方法本钱高、时刻长。另一种方法是一种基于计算机仿真的数值技能,直接预测出护舷内部每一点的温度和硫化程度。鉴于自身结构和硫化进程的复杂性,有限元法(FEM)已成为研讨复杂橡胶制品硫化的有用工具。

早在 1991 年,Toth 等 [1] 运用ABAQUS 软件结合其用户子程序 HETVAL,建立轮胎传热−硫化耦合模型,模仿了轮胎的硫化进程并研讨初始温度对硫化的影响。同年,Marzocca [2] 运用一维FE 模型模仿橡胶圆柱体的硫化进程。后来,Han 等运用自己开发的软件对轮胎硫化进程进行了仿真模仿和优化规划。研讨橡胶硫化工艺,运用 HSTAR 软件建立了一套完好的轿车轮胎硫化的二维轴对称模型,研讨了硫化进程三维 FE 技能,建立了仿真橡胶硫化的三维有限元模型;运用 ABAQUS软件结合 UMATHT 用户子程序研讨了橡胶硫化进程若干关键问题,如导热系数和比热容与温度和硫化程度的改变关系,建立了愈加准确的硫化动力学模型;在冷却阶段加入了对流和辐射鸿沟,最终直接经过试验验证仿真成果。

       此外,在橡胶硫化方面也做了许多研讨工作。并完成了轮胎硫化进程温度场模仿并进行优化规划,并针对橡胶硫化过程的热物性参数、橡胶−帘线传热特性、动力学特性的问题,别离提出了多维热参数模型、混合定律模型、混合动力学模型,建立了硫化−传热耦合模型,完成了运用ABAQUS软件结合其用户子程序UMATHT进行求解剖析。但是,由于橡胶硫化进程中热物性参数和动力学改变的复杂性,仍然需要大量的数据积累和经验总结,且有关护舷硫化工艺研讨的相关报道较少。为此,本文以某拖轮橡胶护舷为研讨目标,首要经过试验测定该护舷橡胶材料的热物性参数和流变曲线,确认合适的热物性参数模型和动力学模型;然后,依据护舷硫化工艺条件,建立护舷硫化−传热耦合模型,进行仿真剖析;最终,研讨气候条件、蒸汽温度对该护舷硫化特性的影响。该研讨将对橡胶硫化理论开展和护舷硫化工艺规划具有很大意义。


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