木质剩余物轨枕复合技术研究

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1、万方数据学校代码：10225学号：08063学位论文木质剩余物轨枕复合技术研究肖生苓指导教师姓名：王立海教授东北林业大学申请学位级别：博士学科专业：森林工程论文提交日期：2008年03月论文答辩日期：2008年06月授予学位单位：东北林业大学授予学位日期：答辩委员会主席：论文评阅人：素夕厶栉素大学万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：08063DissertationfortheDegreeofMasterCompoundingTechnologyforRailwaySleeperCandidate：Supervisor

2、：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Dateof0ralExamination：University：od．．ResiduebasedXiaoShenglingWangLihaiPh．D．ForestEngineeringJune，2008NortheastForestry川4Ⅲ4㈣5帅叫肌哪l㈣9舢9⋯2舢丫万方数据摘要铁路是保证我国经济快速发展的基础和根本，轨枕是铁路重要的硬件设施，是行车速度、行车安全和行车质量的保证，传统的轨枕材料已不能满足铁路高速发展对其质量、数量、类型及技术性能的要求。以木质剩余物为填充材料

3、，以毛竹片和中碱玻璃纤维为增强材料，以甲阶酚醛树脂为基体材料，研究铁路轨枕新型复合材料的复合技术。通过对轨枕复合材料组分、结构方案、力学及其他性能的基础研究，确定铁路轨枕新型材料的复合工艺因子和工艺条件，最终获得符合铁路轨枕技术性能标准要求的新型材料研制技术。采用均匀实验和正交实验方法进行试验方案设计，利用DPS数据处理系统进行实验数据分析。主要研究的内容包括：铁路轨枕复合材料单元组分的选择及分析，单元组分特性及对复合材料整体性能的影响；轨枕复合材料结构设计原则、工艺性要求、结构方案设计及分析；轨枕复合材料力学性能分析的基本假设，复合材料增强体、基体及材料

4、结构基本力学性能理论分析；轨枕复合材料最优复合工艺因子；轨枕复合材料制备的基本工艺条件等。通过对上述内容的研究，获得以下主要结论：(1)确定以木质剩余物为填充材料，以玻璃纤维、毛竹片为增强材料，以甲阶酚醛树脂为基体材料，以偶联剂作为界面改质助剂，苯磺酸作为防水剂，尿素为甲阶酚醛树脂稀释剂的轨枕复合材料单元组分；(2)设计了层套式轨枕复合材料结构方案，该方案在静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率、干湿态内结合强度以及静载抗压强度等方面均具有明显优势，并确定混合木质剩余物为新型轨枕复合材料的最佳填充材料j(3)在对轨枕复合材料的拉伸、压缩、弯曲和剪切四种基本力学

5、性能进行理论分析的基础上，对层套式轨枕复合材料结构的强度、模量、变形、刚度等主要基本力学性能进行了计算，得出其在不同载荷作用下的变化规律；(4)得出热压时间Xl、施胶量施、密度弼复合因子对轨枕复合材料静曲强度K、弹性模量玩、吸水厚度膨胀率b、干态内结合强度■、湿态内结合强度蚝、抗压强度环等物理力学性能的交互作用关系，确定最优复合工艺因子为：热压时间t=0．7min／mm：施胶量m=14．30％；密度P=0．96g．cm～；(5)确定轨枕复合材料制备的基本工艺条件为：热压温度T=180～200。C；复合压力：单位压力P=3．5MPa、保压单位压力尸l=1．9

6、MPa、平衡单位压力尸2=0．3～0．5MPa；热压时间t=0．7min／mm；施胶量q=14．30％；密度P=O．96g．cm一；(6)根据美国ASTMD1037六循环加速老化法，六周期24h吸水厚度膨胀率符合标准要求，主要物理力学指标静曲强度、弹性模量符合标准要求。关键词轨枕；木质剩余物；复合材料；增强体；复合工艺因子万方数据东北林业大学博士学位论文AbstractRailwayensurestherapideconomicdevelopmentofChina．Railwaysleeperisanimportanthardwareoftherailwa

7、ysystem，whichdeterminesthetrafficspeed，trafficsafetyandpassengercomfort．WithrapiddevelopmentoftherailroadsysteminChina，thetraditionalsleepermaterialscouldnolongermeettherequirementsforquality,quantity,andtechnicalperformance．Anewcompositematerialforrailwaysleeperwasintroducedbytak

8、ingwoodresiduesasfilling，Mosobamb