基于东深供水工程的橡胶支座劣化研究及寿命预测

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1、工程硕士学位论文基于东深供水工程的橡胶支座劣化研究及寿命预测作者姓名陈泽鹏工程领域材料工程指导教师殷素红副教授校外指导教师张君禄教授级高工所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2015年3月ThestudyofdeteriorationandlifepredictionofrubberbearingonDongshenWaterSupplyProjectADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenZepengSupervisor：AssociateProf.YinSuhongProf.ZhangJunluSouthChinaU

2、niversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201221017253华南理工大学硕士学位论文基于东深供水工程的橡胶支座劣化研究及寿命预测作者姓名：陈泽鹏申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程校内指导教师姓名、职称：殷素红副教授校外指导教师姓名、职称：张君禄教授级高工论文形式：产品研发工程设计应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：高性能新型建筑材料论文提交日期：2015年3月25日论文答辩日期：2015年3月18日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：韦江雄教授委员：吴建青教授，樊粤明教

3、授，税安泽教授，殷素红副教授，罗云峰高级工程师华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：乾、疼^日期：勿Is年彡月9日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论

4、文被查阅（除在保密期内的保密论文外)；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许釆用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。#保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》,传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：洗泽g日期：以IS.3.0.指导教师签名：戈成日期勿/夕、丨作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编）摘要橡胶支座因其优异的性能被广

5、泛使用于公路、铁路、桥梁等工程的连接部位。虽然只是工程的一个局部，但其重要性不容小视，一旦支座发生劣化失效，则危及到整个结构工程的安全性。因此，研究橡胶支座在环境因素作用下的劣化情况，找到预测支座寿命的适宜方法，为工程的安全运行提供预测预警具有重要的实用价值。本论文针对东深供水工程氯丁橡胶支座出现的劣化现象，首先对支座的主体材料氯丁橡胶板在温度，pH值，紫外线，有机溶剂等环境因素下不同时间的拉伸性能变化进行了加速劣化试验研究。结果表明，氯丁橡胶板的耐液性及耐酸碱能力较好；紫外线、有机溶剂会加速氯丁橡胶板的劣化；温度是影响氯丁橡胶板劣化的主要因素，温度越高，氯丁橡胶板的劣化速度越快。然后以影响氯

6、丁橡胶板劣化的最主要因素——温度作为加速劣化条件，研究氯丁橡胶板的力学性能劣化与时间的关系，主要为在加速劣化温度70℃，80℃，90℃，100℃下不同时间的拉伸强度、扯断伸长率、压缩弹性模量的变化。然后利用阿累尼乌斯方程对实验结果作方程拟合，以性能减半作为失效评价指标推算橡胶板的使用寿命。结果表明，利用阿累尼乌斯方程对实验结果作方程拟合效果很好。在年平均温度23℃下，以拉伸强度减半为评价指标，橡胶板使用寿命为24.76年；以扯断伸长率减半为评价指标，橡胶板使用寿命为27.48年；以弹性模量减半为评价指标，橡胶板使用寿命为37.60年。接着，研究氯丁橡胶支座在加速劣化温度80℃，90℃及100℃

7、下不同时间的弹性模量及极限抗压强度的变化，并对试实验结果作阿累尼乌斯方程拟合。在年平均温度23℃下，以弹性模量减半作为失效临界点，橡胶支座使用寿命为41.37年；以极限抗压强度减半作为失效临界点，其使用寿命为52.90年。基于对支座中橡胶板和橡胶支座的研究结果，讨论了不同寿命预测评价指标之间的相关性。结果表明，利用支座本身的性能指标表征的使用寿命要高于其主体材料橡胶板的性能指标，且其推算的使用寿命