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In ingegneria di u ponte di l'autostrada, cuscinetti di gomma laminata sò largamente usati trà a superstruttura è a sottostruttura di ponti. Ghjucanu un rolu criticu in trasmette carichi verticali, accolta a deformazione strutturale , è furnisce l'isolazione di vibrazioni è l'ammortizazione.
Da una perspettiva meccanica, sta forma strutturale hè assai coherente cù ammortizzatori di vibrazione di u pavimentu, cuscinetti di gomma flessibile , è cuscinetti ammortizzanti di sottofondo , chì sò tipici ingegneria prudutti di isolamentu di vibrazioni di gomma . Tutti sti sistemi si basanu nantu à u cumportamentu di deformazione è capacità di dissipazione di energia di materiali di gomma sottu cundizioni di carica di compressione è di taglio.
Di genere, i strati di rinforzu di cuscinetti di gomma laminata consiste di multiple lamine d'acciaio sottili o rete di filu d'acciaio . Sutta a custrizzione di sti strati di rinforzu, u rigonfiamento laterale di gomma hè effittivamenti suppressa, migliurà cusì significativamente forza di compressione è rigidità generale di i strati di gomma.
À u listessu tempu, assicurendu altu capacità portante verticale , abbastanza capacità di deformazione di taglio sottu u spustamentu horizontale pò ancu esse ottenutu. Sta caratteristica hè ugualmente critica in u disignu di cuscinetti ammortizzanti di sottofondo è cuscinetti di gomma flessibile.
U Metodu di prova di modulu elasticu di compressione hè unu di l'approcciu core per a valutazione prestazione meccanica di cuscinetti di gomma laminata . Cù l'implementazione di normi aghjurnati, i dui metudi di calculu è prucedure di prova anu subitu cambiamenti currispundenti.
Attraversu a ricerca sperimentale, stu studiu analizà sistematicamente u fattori chjave chì afectanu a precisione di a prova è u so gradu di influenza, furnisce un solidu basa tecnica per l'ingegneria di ponti è l'ingegneria di cuntrollu di vibrazione.
1. Panoramica di u Metudu di Testing Modulus Elastic Compressive
1.1 Cuncepimentu di basa
In u 1981, Lindley PB prupostu un mudellu teoricu per calculà u rigidità verticale di cuscinetti di gomma , basatu annantu à l'assunzione di cumportamentu elasticu quasi incompressible di i materiali di gomma . Questa teoria hè stata largamente applicata in a pratica di l'ingegneria.
Sottu carichi di compressione verticale , i materiali di gomma mostranu micca solu deformazione cumpressione di direzzione di spessore , ma ancu un certu gradu di deformazione laterale bulging . Stu cumpurtamentu meccanicu hè ancu applicabile à ammortizzatori di vibrazione di u pavimentu è cuscinetti di gomma flessibile in custruendu sistemi di cuntrollu di vibrazione.
1.2 Formula di calculu
Per un cuscinettu di gomma chì cuntene n strati di gomma , assumendu chì u materiale di gomma hè incompressible è sottumessu à cumpressione pura , u rigidità verticale hè calculatu cum'è:
Kv=E1⋅A0n⋅t1K_v = \frac{E_1 \cdot A_0}{n \cdot t_1}Kv=n⋅t1E1⋅A0
Induve:
E₁ — Modulu elasticu longitudinale di gomma
A₀ — Zona di carico efficace
t₁ — Spessore di una sola capa di gomma
Sta formula hà un valore di riferimentu impurtante per cuscinetti di gomma laminata, cuscinetti ammortizzanti di sottofondo , è I prudutti di gomma di isolamentu di vibrazione utilizati in sistemi di transitu ferroviariu.
2. Cuncepimentu di Design di u Sistema di Testing Modulus Elastic Compressive Automatic
U sistema automaticu di prova di modulu elasticu di compressione si compone principalmente di:
Macchina di prova di cumpressione
Sensori di spostamentu è di forza
Prufessiunali prufessiunali è software di analisi di dati
Durante a prova, u sistema pò acquistendu continuamente carica verticale è dati di deformazione di compressione , generà automaticamente curve stress-deformazione , è calculate u modulu elasticu di compressione incù analisi di deviazione.
L'applicazione di stu sistema:
Riduce significativamente l'operazione manuale
Evita in modu efficace l'errori di lettura umana
Mantene l'errore di prova in limiti accettabili
Stu modu di prova hè applicabile micca solu à cuscinetti di gomma laminata , ma ancu à ammortizzatori di vibrazione di u pavimentu è cuscinetti di gomma flessibile per a valutazione di e prestazioni meccaniche.
3. Studiu di casu d'ingegneria è paraguni di i metudi di prova
3.1 Descrizzione di u casu
A cuscinetti di gomma laminata hè statu sceltu cum'è u specimenu di prova cù i seguenti parametri:
Diamitru: 140 mm
Altezza finita: 25 mm
Spessore di una sola capa di gomma: 4 mm
Spessore di piastra d'acciaio: 2 mm
Numero di strati di piastra d'acciaio: 3 strati
Zona di carico efficace: 15.366 mm²
Fattore di forma: 7.0
Spessore tutale di gomma: 20 mm
Sicondu u novu standard, u gamma di cuncepimentu di modulu elasticu di compressione hè (303 ± 60) MPa.
3.2 Influenza di diversi metudi di carica nantu à i risultati di a prova
Per investigà l'influenza di metudi di carica , dui schemi di carica sò stati pensati:
Schema 1 (caricamentu micca standard):
Tariffa di carica è scaricamentu convenzionale
3 cicli di carica
Schema 2 (Carica standard):
Carica graduale in cunfurmità cù novi standard
Ogni livellu di carica mantinutu per 120 seconde prima di acquisizione di dati di deformazione
I risultati di a prova mostranu chì:
Schema 1 presenta una deviazione superiore 3%, cù evidenti effetti di isteresi
Schema 2 mostra deviazioni menu di 3%, furnisce risultati più stabili è affidabili
Sta cunclusione serve ancu com'è una riferenza preziosa per a valutazione di u rendiment à longu andà di cuscinetti ammortizzanti di sottofondo sottu carichi sustinuti.
4. Analisi d'incertezza di misura durante a prova
4.1 Fattori d'incertezza Indipendente di e pruprietà Materiale
Questi includenu principalmente:
A precisione di a misurazione di i strumenti di prova (macchina di cumpressione, metri di spostamentu, estensimetri, etc.)
Reguli di arrotondamentu di dati
Differenze in l'interpretazione standard è a lettura da l'operatori
Queste incertezze ponu esse ridutte in modu efficace prova ripetuta è prucedure operative standardizzate.
4.2 Fattori d'incertezza Related to the Test Specimen
Questi includenu:
Errori in zona di carico efficace
Errori di misura in spessore tutale di gomma è spessore di piastra d'acciaio
Errori in misurazione di l'altezza finita
Influenza di temperatura ambiente è umidità
Tali fattori sò ugualmente critichi in a prova di cuscinetti di gomma flessibile è ammortizzatori di vibrazione di u pavimentu.
5. Control di l'incertezza di misurazione generale
Dopu chì tutti i paràmetri di errore sò cumminati, a incertezza totale di a misurazione hè furmatu. I standard pertinenti specificanu chjaramente errori massimi permessi per i paràmetri chjave cum'è carica è spustamentu.
Aderendu strettamente à sti standard è cuntrullendu in modu efficace l'errori cumulativi, u affidabilità è precisione di i risultati di test pò esse migliuratu significativamente.
Cunclusioni
Cuscinetti di gomma laminata sò cumpunenti indispensabili in strutture di ponti autostradali , è i so prestazioni di compressione influenza direttamente sicurezza operativa di u ponte.
Per mezu di l'applicazione scientifica di metudi di prova di modulu elasticu di compressione , cumminata cù analisi di incertezza di misurazione , l'errori cumulativi ponu esse cuntrullati in modu efficace, assicurendu una alta precisione di prova.
I risultati di stu studiu ùn sò micca solu applicabili ingegneria di ponte , ma ancu furnisce valore riferimenti teorichi è pratichi per u cuncepimentu, teste è applicazione di ammortizzatori di vibrazione di u pavimentu, cuscinetti di gomma flessibile , è cuscinetti ammortizzanti di sottofondo , è ancu altri ingegneria prudutti di isolamentu di vibrazioni di gomma.
In ingegneria di u ponte di l’autostrada, cuscinetti di gomma laminata sò largamente usati trà a superstruttura è a sottostruttura di ponti.
