一种桥梁支座用硅脂使用寿命预测方法技术

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。

A bridge bearing with grease service life prediction method

A bridge bearing with grease service life prediction method is characterized in the simulation of the actual use of the grease in the bearing condition, combined with the influence of environmental factors on the lubrication performance of silicone grease, can accurately predict the service life of the.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。本专利技术的有益效果是：本专利技术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。以下给出本专利技术的具体实施例来进一步详细说明本专利技术，该实施例仅是对专利技术的进一步说明，并不意味着限制本专利技术。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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永兆，姜文英，王建彬，仝延锋，宋建平，顾海龙，
申请(专利权)人：洛阳双瑞特种装备有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41