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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
- 2019-12-18-

橡胶护舷是码头或船只上使用的一种缓冲装置。它的功能是在停泊或系泊时吸收船舶的碰撞能量,并保护船舶和码头免受损坏。与其他挡泥板材料相比,橡胶挡泥板具有弹性好,能量吸收大,使用寿命长,易于维护,生产标准化的优点。在日本,欧洲,美洲和东南亚地区广泛使用。

随着中国现代航运业,船舶工业和港口码头的迅速发展,橡胶护舷的规划,分析,生产和应用受到越来越多的关注。作为挡泥板制造的过程,硫化直接决定了产品的形状和物理性能。因此,研究护舷的硫化过程具有重要意义。可以采用两种方法评估挡泥板的硫化特性和功率:一种是通过热电偶测量挡泥板内部关键点的温度历史记录,并使用合理的动态模型将每个点的温度转换为硫化程度,因此以确认必要的硫化时间。配方规划和固化介质温度的变化会影响交联反应,从而影响橡胶的交联密度和机械性能。每次测试后,都必须切断翼子板以找出热电偶的位置。该测试方法成本高,时间长。另一种方法是基于计算机仿真的数值技术,它可以直接预测挡泥板中每个点的温度和硫化程度。鉴于其结构和硫化过程的复杂性,有限元分析已成为研究复杂橡胶产品硫化的有用工具。

早在1991年,Toth等。 [1]使用ABAQUS软件及其用户子例程来建立轮胎传热-硫化耦合模型,模拟轮胎的硫化过程,并讨论了初始温度对硫化的影响。在同一年,marzocca [2]使用一维有限元模型来模拟橡胶筒的硫化过程。后来,Han和其他人使用他们自己的软件来模拟和优化轮胎硫化过程。本文讨论了橡胶的硫化过程,利用hstar软件建立了一套完整的汽车轮胎硫化二维轴对称模型,探讨了硫化过程的三维有限元技术,并提出了三维有限元建立了橡胶的模拟硫化模型。 ABAQUS软件和umatht用户子程序讨论了橡胶硫化过程中的几个关键问题,如导热系数,比热容,温度和硫磺。在冷却阶段,增加了对流和辐射间隙,直接得到了模拟结果经过实验验证。

另外,在橡胶硫化方面已经进行了许多研究工作。模拟和优化了轮胎硫化过程的温度场。针对热物理参数,橡胶帘线的传热特性和橡胶硫化过程的动力学特性等问题,分别提出了多维热参数模型,混合规律模型和混合动力学模型,对硫化热进行了研究。建立了传递耦合模型,并完成了ABAQUS软件与其用户子程序u的结合,完成了Matht的求解。但是,由于热物理参数的复杂性以及橡胶硫化过程中的动态变化,仍然需要大量的数据积累和经验总结,而有关翼子板硫化过程的相关报道很少。本文以拖船的橡胶护舷为研究对象。首先,测试橡胶护舷的热物理参数和流变曲线,以确认合适的热物理参数模型和动力学模型。然后,根据翼子板的固化工艺条件,建立了翼子板固化与传热的耦合模型,进行了仿真分析。讨论了天气条件和蒸汽温度对护舷固化特性的影响。该研究对橡胶硫化理论的发展和翼子板硫化工艺的规划具有重要的意义。