一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法技术

本发明专利技术公开了一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法，包括：基于热传导方程和硫化动力学特性，建立待硫化的隔震橡胶支座对应的有限元仿真模型；采用不同的硫化工艺进行模型仿真模拟，以对应得到所述有限元仿真模型中传热最不利点；依据所述传热最不利点在对应硫化工艺下的温度随时间变化曲线，找到对应满足充分硫化条件的点，以对应得到硫化预测时间；并以此为基础提出大规格建筑隔震橡胶支座优化的硫化工艺。本发明专利技术提供的仿真辅助硫化方法及相应的预热硫化工艺减少了很多硫化工艺用时，硫化效率明显提升，粘接性能优良，可统一适用于大规格建筑隔震橡胶支座在不同季节的硫化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法


[0001]本专利技术涉及建筑隔震橡胶支座硫化工艺
，特别涉及一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法。

技术介绍

[0002]隔震技术是在结构物底部与基础面之间设置柔性隔震装置，形成柔性隔震层，旨在解除结构与地面运动的耦联关系。地震发生时，结构在柔性隔震层上作平动，同时隔震装置可以耗散地震能量以减少地震能量向上部结构传输，从而有效降低结构的地震响应。
[0003]叠层橡胶隔震支座是目前最常用的隔震装置，它是橡胶层和钢板层通过热硫化工艺生产而成。热硫化是叠层橡胶支座生产过程中最关键的一道工序，其目的是：一、橡胶内部产生交联反应，使橡胶的力学性能达到最佳，形成一种超弹性的耐久材料；二、使金属板与橡胶层之间获得足够的粘接强度。建筑、桥梁结构用的叠层橡胶支座尺寸较大，属于厚橡胶制品，其规格越大硫化时间越长，硫化效率越慢。硫化过程中往往还会出现橡胶不能均匀、同步受热，内外胶料硫化程度差异明显等问题。因此，在支座生产过程中要制定合适的硫化工艺，一方面确保支座各部位胶料硫化充分，另一方面要确定最短的硫化时间，提高生产效率。
[0004]橡胶的热传导系数非常低，橡胶隔震支座内部每一点的温度历程都不一样，导致温度和硫化程度不均，简单的等温硫化曲线已经不能有效地用来评价支座中橡胶的硫化程度。目前，大规格隔震橡胶支座的硫化工艺存在以下技术缺陷：
[0005](1)常规的硫化工艺时间长、效率慢，硫化机台单位时间产能受限，且支座规格越大硫化效率越慢；
[0006](2)同一规格的建筑隔震橡胶支座不同季节硫化，工艺差异性较大，不利于生产管理；
[0007](3)缺乏快速有效的仿真方法，建模繁琐，时效性差。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法，所述技术方案如下：
[0009]本专利技术提供了一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法，包括以下步骤：
[0010]S1、基于热传导方程和硫化动力学特性，建立待硫化的隔震橡胶支座对应的有限元仿真模型；
[0011]S2、采用不同的硫化工艺进行模型仿真模拟，以对应得到所述有限元仿真模型中传热最不利点；
[0012]S3、依据所述传热最不利点在对应硫化工艺下的温度随时间变化曲线，找到对应满足充分硫化条件的点，以对应得到硫化预测时间；
[0013]S4、将最短的硫化预测时间对应的硫化工艺作为试验选择的硫化工艺。
[0014]进一步地，对不同的硫化工艺进行模型仿真模拟，也对应得到所述有限元仿真模型中受热最大部位，若在对应的硫化预测时间内，所述受热最大部位发生过硫化现象，则将对应的硫化工艺在选择范围内排除。
[0015]进一步地，所述传热最不利点对应受热最小部位，根据所述受热最小部位和所述受热最大部位的温度随时间变化曲线，以得到两者温差变化曲线，若在对应的硫化预测时间结束时，所述受热最小部位和所述受热最大部位的温差不满足预设要求，则将对应的硫化工艺在选择范围内排除。
[0016]进一步地，对所述待硫化的隔震橡胶支座的结构和尺寸进行简化，得到其轴心剖切面，沿轴线将所述轴心剖切面平分，选取平分后的半个轴心剖切面，以建立轴对称几何模型，对所述轴对称几何模型中的各部件赋予不同的物理性能及力学性能，以初步建立有限元仿真模型。
[0017]进一步地，根据所述充分硫化条件中预设的温度和时间要求，判断所述传热最不利点实现充分硫化的时间。
[0018]进一步地，所述硫化工艺包括加热传导部位设置、加热温度设置以及受压压力设置，不同的硫化工艺对应的传热最不利点的位置相同或不同。
[0019]进一步地，所述隔震橡胶支座包括交错层叠的橡胶胶片和夹层钢板，所述硫化工艺还包括预热设置，所述预热设置包括：在所述橡胶胶片和夹层钢板进行交错层叠之前，对所述橡胶胶片与所述夹层钢板分别进行预热，所述橡胶胶片也需要分层分开预热，所述橡胶胶片和夹层钢板完成预热后再进行交错层叠，并放入硫化模具中。
[0020]进一步地，将待硫化的隔震橡胶支座放入硫化模具之前，所述隔震橡胶支座在与所述有限元仿真模型中传热最不利点的对应位置预埋热电偶，以作为温度监测点，进行试验；利用所述温度监测点的监测数据验证所述有限元仿真模型的准确率，若所述准确率满足预设的精度要求，则参照该次试验的工艺参数进行规模生产，若所述准确率不满足预设的精度要求，则需对所述有限元仿真模型进行修正或者对所述硫化工艺参数进行调整。
[0021]进一步地，所述加热传导部位设置包括：对待硫化的隔震橡胶支座的顶部、底部、中空部以及侧面中的一个或者多个部位进行加热传导。
[0022]进一步地，所述橡胶胶片和夹层钢板作为预热部件，所述预热部件的预热温度范围为40℃
‑
70℃，所述预热部件之间的预热温差不超过10℃。
[0023]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下：
[0024]a.利用有限元仿真模型对硫化工艺进行优化，缩短了硫化时间，提高了生产效率；
[0025]b.有效提高了硫化效率，以提高产品的合格率。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例提供的隔震橡胶支座结构示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的仿真辅助硫化方法流程示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例提供的隔震橡胶支座放入模具后的轴心剖切面半结构示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例提供的方案1和3分别进行仿真和试验中监测点2的升温曲线；
[0031]图5是本专利技术实施例提供的硫化工艺方案1的各监测点的温度曲线示意图；
[0032]图6是本专利技术实施例提供的硫化工艺方案2的各监测点的温度曲线示意图；
[0033]图7是本专利技术实施例提供的硫化工艺方案3的各监测点的温度曲线示意图；
[0034]图8是本专利技术实施例提供的硫化工艺方案4的各监测点的温度曲线示意图；
[0035]图9是本专利技术实施例提供的各方案第二和第四监测点的温差随时间的变化曲线表；
[0036]图10是本专利技术实施例提供含有预热的硫化工艺流程示意图。
[0037]其中，附图标记如下：1
‑
第一温度监测点，2
‑
第二温度监测点，3
‑
第三温度监测点，4
‑
第四温度监测点，5
‑
橡胶胶片、6
‑
夹层钢板、7
‑
连接板、8
‑
外层保护胶层。
具体实施方式
[0038]为了使本
的人员更好地理解本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于热传导方程和硫化动力学特性，建立待硫化的隔震橡胶支座对应的有限元仿真模型；S2、采用不同的硫化工艺进行模型仿真模拟，以对应得到所述有限元仿真模型中传热最不利点；S3、依据所述传热最不利点在对应硫化工艺下的温度随时间变化曲线，找到对应满足充分硫化条件的点，以对应得到硫化预测时间；S4、将最短的硫化预测时间对应的硫化工艺作为试验选择的硫化工艺。2.根据权利要求1所述的仿真辅助硫化方法，其特征在于，对不同的硫化工艺进行模型仿真模拟，也对应得到所述有限元仿真模型中受热最大部位，若在对应的硫化预测时间内，所述受热最大部位发生过硫化现象，则将对应的硫化工艺在选择范围内排除。3.根据权利要求2所述的仿真辅助硫化方法，其特征在于，所述传热最不利点对应受热最小部位，根据所述受热最小部位和所述受热最大部位的温度随时间变化曲线，以得到两者温差变化曲线，若在对应的硫化预测时间结束时，所述受热最小部位和所述受热最大部位的温差不满足预设要求，则将对应的硫化工艺在选择范围内排除。4.根据权利要求1所述的仿真辅助硫化方法，其特征在于，对所述待硫化的隔震橡胶支座的结构和尺寸进行简化，得到其轴心剖切面，沿轴线将所述轴心剖切面平分，选取平分后的半个轴心剖切面，以建立轴对称几何模型，对所述轴对称几何模型中的各部件赋予不同的物理性能及力学性能，以初步建立有限元仿真模型。5.根据权利要求1所述的仿真辅助硫化方法，其特征在于，根据所述充分硫化条件中预设的温度和时间要求，判断所述传热最不...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，吴志峰，李建华，
申请(专利权)人：苏州海德新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：