Введение к работе
Актуальность темы. Проблема создания композиционных вибропоглощающнх материалов с заданными свойствами имеет два аспекта - материаловедческий и технологический. Требуют своего решения вопросы систематизации методов конструирования композиций с заданными свойствами, изучения специфических свойств разрабатываемых материалов, а также особую значимость приобретает решение задач по использованию местных сырьевых ресурсов и технических отходов в производстве строительных, в том числе вибропоглощающнх, материалов и изделий. Необходимо дальнейшее развитие вопросов совершенствования технологий изготовления однослойных и многослойных демпфирующих конструкций, как на основе битумного, так и полимерного связующих.
Целью настоящей работы является разработка эффективных композиционных вибропоглощающнх материалов (ВМ) на битумной основе и установление температурно-частотного поведения их динамических характеристик.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
- теоретическое обоснование и экспериментальная проверка
выбора активных дисперсно-волокнистых наполнителей;
- оптимизация составов ВМ с активными дисперсно-
волокнистыми наполнителями;
проведение динамических испытаний ВМ в изотермических условиях;
построение обобщенных изотерм динамических характеристик ВМ и прогнозирование их частотного поведения;
проведение квазистатических испытаний ВМ на одноосную ползучесть;
- определение по функции обобщенной одноосной ползучести вязкоупругих функций и упругих постоянных ВМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
на основе анализа энергетической активности показано преимущество карбонатных дисперсных наполнителей при конструировании трехкомпонентных ВМ на битумной основе;
-
предложена математическая модель физико-механических свойств битумных ВМ в виде приведенных полиномов Шеффе, как на всем симплексе, так и в области заданных значений откликов;
-
по результатам температурно-частотных испытаний показана термореологическая простота битумоминерального композита, что позволяет для его механического описания применять аппарат линейной наследственной теории;
-
получены обобщенные изотермы динамических характеристик, позволяющие прогнозировать динамическое поведение ВМ при заданной температуре в широком диапазоне частот;
-
предложена методика аппроксимации экспериментальной кривой ограниченной одноосной ползучести битумного композита с помощью дробно-иррациональной функции простого вида, обладающей свойством слабой сингулярности в нуле;
-
по предложенной аппроксимации обобщенной одноосной ползучести методом линейной наследственной теории получена система вязкоупругих функций и найдены упругие постоянные ВМ, что дает полное описание его механических, в том числе диссипативных свойств.
Достоверность полученных результатов обеспечена сравнением с известными результатами, полученными ранее другими авторами, а также сравнением результатов проведенных динамических и квазистатических испытаний.
Практическая ценность работы. Разработаны оптимальные составы и рациональная технология получения битумных композиционных ВМ с высоким уровнем вибропоглощающих, технологических и эксплуатационных свойств. Проведены опытно-промышленные испытания и внедрение в производство ОАО "Балаковорезинотехника".
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:
- региональной научно-технической конференции "Вибрация
и шум автомобилей. Глушители шума" (Тольятти, 1980г.);
Всесоюзной конференции "Повышение эффективности и качества сельскохозяйственного строительства" (Балаково, 1982г.);
уральской научно-технической конференции "Применение композиционных материалов на полимерной и металлической матрицах в машиностроении" (Уфа, 1985г.);
региональном научно-техническом семинаре по применению композиционных материалов в промышленном производстве (Саратов, 1990г.);
международной научно-технической конференции "Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций" (Волгоград, 1998г.);
международной научно-практической конференции "Современное строительство" (Пенза, 1998г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ и получено 4 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 104 наименования и содержит 35 рисунков. Общий объем 15В страниц.
