CN106596903B - 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法 - Google Patents

一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106596903B
CN106596903B CN201611070120.4A CN201611070120A CN106596903B CN 106596903 B CN106596903 B CN 106596903B CN 201611070120 A CN201611070120 A CN 201611070120A CN 106596903 B CN106596903 B CN 106596903B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone grease
base oil
oil content
support
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611070120.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106596903A (zh
Inventor
张永兆
姜文英
王建彬
仝延锋
宋建平
顾海龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSSC Shuangrui Luoyang Special Equipment Co Ltd
Original Assignee
Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd filed Critical Luoyang Sunrui Special Equipment Co Ltd
Priority to CN201611070120.4A priority Critical patent/CN106596903B/zh
Publication of CN106596903A publication Critical patent/CN106596903A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106596903B publication Critical patent/CN106596903B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/30—Oils, i.e. hydrocarbon liquids for lubricating properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，特点是在模拟硅脂在支座中的实际使用工况，结合环境因素对硅脂润滑性能的影响，能够准确的预测硅脂的使用寿命。

Description

一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法
技术领域
本发明涉及材料使用寿命领域，具体涉及一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，可应用于桥梁附件的寿命评估。
背景技术
目前有关非金属材料寿命预测的方法较多，主要有线性关系法——阿雷尼乌斯公式、变量折合法——时温等效原理等几种方法。阿雷尼乌斯公式法主要应用于硫化橡胶或热塑性橡胶寿命预测，该方法是行业内通用方法，以化学反应动力学为基础，假设材料在热老化过程中化学反应速率与物理机械性能的变化呈直线关系，其预测条件与硅脂实际使用工况相差甚远，应用该方法进行预测的结果与实际情况差别较大。时温等效原理是利用时间和温度的对应关系对聚合物性能进行比较或换算，从而得到一些实际上无法直接从实验测量得到的结果；根据硅脂的性能，温度对硅脂的性能影响较小，无法采用该方法进行硅脂寿命预测。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，特点是在模拟硅脂在支座中的实际使用工况，结合环境因素对硅脂润滑性能的影响，能够准确的预测硅脂的使用寿命。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，包括以下步骤：
步骤一、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响：a、确定支座设计滑动总位移；根据铁路类型和列车通车速度计算出支座设计寿命内的支座设计滑动总位移；b、确定支座已完成的滑动位移；根据支座的使用年限和支座设计滑动总位移，确定支座已完成的滑移位移；c、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响；根据滑板的磨耗率和支座已完成的滑动位移，计算硅脂中的基础油含量η1,记η1=f1(t)，其中η1是关于时间t的函数；
步骤二、计算环境因素对基础油含量的影响：采用热空气老化法将硅脂在60℃～100℃范围内某一温度下进行一定时间的热空气老化试验，记录硅脂分油曲线；利用数学拟合的方法拟合出一定温度下硅脂的分油率随时间变化的函数关系f2(t)；根据硅脂分油率随时间变化的函数关系计算硅脂中的基础油含量η2，记η2=1-f2(t)，其中η2是关于时间t的函数；
步骤三、硅脂失效时的基础油含量指标η0确定：硅脂失效的指标是硅脂中的基础油含量，当硅脂中的基础油含量降低至某一值时，硅脂的润滑作用将无法满足支座摩擦系数及磨耗的要求即判定硅脂失效，此时硅脂中的基础油含量即为η0；
步骤四、支座中硅脂基础油含量ηt计算：根据磨屑、硅脂分油等因素对硅脂基础油含量变化的共同影响结果，结合支座的运行时间，得出硅脂中基础油在不同时间基础油含量的计算公式为ηt=η1×η2= f1(t) ×[1-f2(t)]，其中ηt是关于支座运行时间t的函数；
步骤五、寿命预测：当硅脂中的基础油含量ηt≥η0时，即可判定硅脂未失效，当ηt＜η0时，即可判定硅脂失效。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种桥梁支座用硅脂使用寿命的预测方法；所述摩擦过程和环境因素均为支座的实际使用状况；该预测方法的基础是在支座实际使用工况，具有较强的条件符合性；保证了寿命预测的准确性。
与现有技术相比具有以下优点：
1）相对现有寿命预测方法的预测前提条件，该方法的预测条件根据支座的使用环境提取预测条件，具有条件符合性强的特点。
2）相对现有寿命预测方法的影响因素，该预测方法综合考虑了磨屑和环境两个因素，具有条件更全面的特点。
具体实施方式
一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法是综合摩擦过程和环境因素两种情况对硅脂使用寿命的影响，利用硅脂中基础油含量的变化来完成硅脂的使用寿命预测。
上述硅脂使用寿命预测方法，所述摩擦过程对硅脂使用寿命的影响主要是指在摩擦过程中产生的磨屑造成硅脂中基础油含量的降低；
上述硅脂使用寿命预测方法，所述的环境因素对硅脂使用寿命的影响主要是受环境温度的变化，硅脂中的基础油的缓慢挥发造成的基础油含量降低；
一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法主要包括如下步骤：
1）计算磨屑对硅脂基础油含量的影响：a、确定支座设计滑动总位移；根据铁路类型和列车通车速度等计算出支座设计寿命内的滑动总位移；b、确定支座已完成的滑动位移；根据支座的使用年限和支座设计滑动总位移，确定支座已完成的滑移位移；c、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响；根据滑板的磨耗率和滑动位移，计算硅脂中的基础油含量η1,记η1=f1(t)，其中η1是关于时间t的函数。
2）计算环境因素对基础油含量的影响：采用热空气老化法将硅脂在60℃～100℃范围内某一温度下进行一定时间的热空气老化试验，记录硅脂分油曲线；利用数学拟合的方法拟合出一定温度下硅脂的分油率随时间变化的函数关系f2(t)；根据硅脂分油率随时间变化的函数关系计算硅脂中的基础油含量η2，记η2=1-f2(t)，其中η2是关于时间t的函数。
3）硅脂失效时的基础油含量指标η0确定，硅脂的基础油是硅脂其润滑作用的关键因素，因此硅脂失效的指标是硅脂中的基础油含量。根据国内外润滑脂失效时基础油含量及支座对摩擦系数及磨耗的要求，确定当硅脂中的基础油含量降低至η0时即判定硅脂失效。
4）支座中硅脂基础油含量ηt计算：根据磨屑、硅脂分油等因素对硅脂基础油含量变化的共同影响结果，结合支座的运行时间，得出硅脂中基础油在不同时间基础油含量的计算公式为ηt=η1×η2= f1(t) ×[1-f2(t)]，其中ηt是关于支座运行时间t的函数；
5）寿命预测：当硅脂中的基础油含量ηt≥η0时，硅脂未失效，当ηt＜η0时即可判定硅脂失效。
以下给出本发明的具体实施例来进一步详细说明本发明，该实施例仅是对发明的进一步说明，并不意味着限制本发明。
实施例1
根据midas软件计算某重载铁路支座设计寿命100年内的滑移总位移为70km,计算使用25年时混入磨屑造成硅脂的基础油含量降为81.73%，热空气老化作用下25年后硅脂的基础油含量为85.44%，在两者因素共同作用下此时硅脂的基础油含量为原脂的69.83%。假定硅脂失效时的基础油含量指标为70%，该重载铁路使用25年后硅脂基础油含量为69.83%，低于硅脂失效时基础油含量为70%的指标，确定硅脂的使用寿命为25年。
实施例2
根据midas软件计算某客运专线支座设计寿命100年内的滑移总位移为24.38km,计算使用40年时混入磨屑造成硅脂的基础油含量降为83.22%，热空气老化作用下40年后硅脂的基础油含量为83.79%，在两者因素共同作用下此时硅脂的基础油含量为原脂的69.73%，假定硅脂失效时的基础油含量指标为70%，该客运专线支座使用40年后硅脂中的基础油含量为69.73%，低于硅脂失效时基础油含量为70%的指标，确定硅脂的使用寿命为40年。

Claims (1)

1.一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响：a、确定支座设计滑动总位移；根据铁路类型和列车通车速度计算出支座设计寿命内的支座设计滑动总位移；b、确定支座已完成的滑动位移；根据支座的已经使用时间和支座设计滑动总位移，确定支座已完成的滑移位移；c、计算磨屑对硅脂基础油含量的影响；根据滑板的磨耗率和支座已完成的滑动位移，计算硅脂中的基础油含量η1,记η1=f1(t)，其中η1是关于时间t的函数；
步骤二、计算环境因素对基础油含量的影响：采用热空气老化法将在硅脂60℃～100℃范围内某一温度下进行一定时间的热空气老化试验，记录硅脂分油曲线；利用数学拟合的方法拟合出一定温度下硅脂的分油率随时间变化的函数关系f2(t)；根据硅脂分油率随时间变化的函数关系计算硅脂中的基础油含量η2，记η2=1-f2(t)，其中η2是关于时间t的函数；
步骤三、硅脂失效时的基础油含量指标η0确定：硅脂失效的指标是硅脂中的基础油含量，当硅脂中的基础油含量降低至某一值时，硅脂的润滑作用将无法满足支座摩擦系数及磨耗的要求即判定硅脂失效，此时硅脂中的基础油含量即为η0；
步骤四、支座中硅脂基础油含量ηt计算：根据磨屑、硅脂分油因素对硅脂基础油含量变化的共同影响结果，结合支座的运行时间，得出硅脂中基础油在不同时间基础油含量的计算公式为ηt=η1×η2= f1(t) ×[1-f2(t)]，其中ηt是关于支座运行时间t的函数；
步骤五、寿命预测：当硅脂中的基础油含量ηt≥η0时，即判定硅脂未失效，当ηt＜η0时，即判定硅脂失效。
CN201611070120.4A 2016-11-29 2016-11-29 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法 Active CN106596903B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611070120.4A CN106596903B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611070120.4A CN106596903B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106596903A CN106596903A (zh) 2017-04-26
CN106596903B true CN106596903B (zh) 2018-12-21

Family

ID=58595506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611070120.4A Active CN106596903B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106596903B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6694016B2 (ja) 2018-07-10 2020-05-13 ファナック株式会社 寿命評価装置およびロボットシステム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008224272A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Nsk Ltd 軸受のグリース寿命予測方法
JP2011191102A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Ihi Corp グリース寿命算出方法及びグリース設計方法
CN102251489A (zh) * 2011-04-21 2011-11-23 衡水橡胶股份有限公司 一种为曲面钢支座补充润滑剂的方法及配套曲面钢支座
CN203096602U (zh) * 2012-12-19 2013-07-31 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种铁路桥梁用持久减磨型球型支座
CN104697920A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 青岛科技大学 一种橡胶减振器使用寿命的预测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008224272A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Nsk Ltd 軸受のグリース寿命予測方法
JP2011191102A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Ihi Corp グリース寿命算出方法及びグリース設計方法
CN102251489A (zh) * 2011-04-21 2011-11-23 衡水橡胶股份有限公司 一种为曲面钢支座补充润滑剂的方法及配套曲面钢支座
CN203096602U (zh) * 2012-12-19 2013-07-31 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种铁路桥梁用持久减磨型球型支座
CN104697920A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 青岛科技大学 一种橡胶减振器使用寿命的预测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106596903A (zh) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lang et al. Influences of temperature and load on the dry friction behaviour of tire tread compounds in contact with rough granite
Fwa Skid resistance determination for pavement management and wet-weather road safety
Tomberger et al. Friction in wheel–rail contact: a model comprising interfacial fluids, surface roughness and temperature
Andersen et al. Rolling resistance measurement and model development
Trummer et al. Wheel-rail creep force model for predicting water induced low adhesion phenomena
Ramalho Wear modelling in rail–wheel contact
Chu et al. Incorporating pavement skid resistance and hydroplaning risk considerations in asphalt mix design
Jamshidi et al. Evaluation of sustainable technologies that upgrade the binder performance grade in asphalt pavement construction
Hossein-Nia et al. Wheel life prediction model–an alternative to the FASTSIM algorithm for RCF
Choi Influence of track support stiffness of ballasted track on dynamic wheel-rail forces
CN106596903B (zh) 一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法
Zheng et al. Adhesion characteristics of tire‐asphalt pavement interface based on a proposed tire hydroplaning model
Nasimifar et al. Computation of pavement vertical surface deflections from traffic speed deflectometer data: evaluation of current methods
Vieira et al. Evaluation of friction mechanisms and wear rates on rubber tire materials by low-cost laboratory tests
Wahlström A factorial design to numerically study the effects of brake pad properties on friction and wear emissions
Leandri et al. Peak friction prediction model based on surface texture characteristics
Bao et al. Tribological characterization on friction brake in continuous braking
Tanaka et al. Prediction of the friction coefficient of filled rubber sliding on dry and wet surfaces with self-affine large roughness
Farroni et al. Experimental investigations on rubber friction coefficient dependence on visco-elastic characteristics, track roughness, contact force, and slide velocity
Ding et al. Evaluation of tire rolling resistance from tire-deformable pavement interaction modeling
Beschorner et al. The future of footwear friction
Rahman et al. Effect of shear stresses on asphalt pavement performance and evaluating debonding potential under repeated loading: Numerical study
Le Gal et al. Modeling of rubber friction: A quantitative description of the hysteresis and adhesion contribution
Ong et al. Mechanistic interpretation of braking distance specifications and pavement friction requirements
Bielsa et al. Application of finite element simulations for data reduction of experimental friction tests on rubber–metal contacts

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No.88, Binhe North Road, hi tech Zone, Luoyang City, Henan Province

Patentee after: CSSC Shuangrui (Luoyang) special equipment Co.,Ltd.

Address before: No.88, Binhe North Road, hi tech Zone, Luoyang City, Henan Province

Patentee before: LUOYANG SUNRUI SPECIAL EQUIPMENT Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder