[发明专利]一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及建筑隔震橡胶支座硫化工艺技术领域，特别涉及一种大规格隔震橡胶支座的仿真辅助硫化方法。

背景技术

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。

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。

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：

(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；

(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；

(3)缺乏快速有效的仿真方法，建模繁琐，时效性差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明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：

本发明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：

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。

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。

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。