Hai phương pháp thí nghiệm xác định đặc tính cơ học của gối cao su có độ cản cao

Bài viết Hai phương pháp thí nghiệm xác định đặc tính cơ học của gối cao su có độ cản cao tiến hành so sánh các kết quả thí nghiệm được thực hiện trên nguyên mẫu gối cao su với thí nghiệm trên một mẫu vật liệu cao su nhỏ (gọi là Lap shear tests). Các kết quả so sánh sẽ thể hiện sự phù hợp của phương pháp thí nghiệm mới với chi phí và thiết bị thấp hơn, đơn giản hơn.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 HAI PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA GỐI CAO SU CĨ ĐỘ CẢN CAO Nguyễn Anh Dũng1, Trần Duy Hùng2 Trường Đại học Thủy lợi, email:dung.kcct@tlu.edu.vn Công ty TNHH MTV Thiết kế Nam Việt GIỚI THIỆU Gối cao su có độ cản cao sử dụng phổ biến làm giải pháp cách chấn cơng trình xây dựng cầu nhà cao tầng Nhật Bản, đặc biệt sau trận động đất Kobe 1995 Tại Việt Nam gối cách chấn cao su sử dụng rộng rãi dự án cầu đường cao, đặc biệt dự án vay vốn ODA Nhật Bản Cầu Nhật Tân hoàn thành năm 2011 sử dụng gối cao su có độ cản cao (HDRB) Các cơng trình đường sắt cao xây dựng thành phố Hồ Chí Minh sử dụng cơng nghệ cách chấn Các gối cách chấn cung cấp cho dự án công ty Kawakin Nhật Bản Cơng ty có trụ sở văn phịng đại diện Hà Nội có nhà máy Hưng Yên Trong quy trình thiết kế, việc tiến hành thí nghiệm nguyên mẫu gối cao su (Bearing tests) để xác định tham số mô hình mơ gối cao su bước làm bắt buộc Việc tiến hành thí nghiệm nguyên mẫu có chi phí lớn Vì để tìm giải pháp thay thế, báo tiến hành so sánh kết thí nghiệm thực nguyên mẫu gối cao su với thí nghiệm mẫu vật liệu cao su nhỏ (gọi Lap shear tests) Các kết so sánh thể phù hợp phương pháp thí nghiệm với chi phí thiết bị thấp hơn, đơn giản mẫu đặt vào hệ thống gia tải chuyển động Hình 2, hệ thống nối với hệ thống máy tính điều khiển tự động Kích thước đặc tính thí nghiệm nguyên mẫu cho Bảng Hình Mẫu thí nghiệm ngun mẫu [1] Hình Máy thí nghiệm ngun mẫu Bảng Tham số thí nghiệm nguyên mẫu Tham số Tiết diện ngang A(mm2) Giá trị 240240 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Số lớp cao su Theo phương pháp thí nghiệm ngun mẫu thơng thường, mẫu thí nghiệm chế tạo theo ISO 2005 [1] Hình Sau Chiều dày lớp cao su (mm) Chiều dày lớp thép (mm) 2.3 Mô đun cắt danh nghĩa (MPa) 1.2 139 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 Trong mẫu thí nghiệm theo phương pháp thí nghiệm vật liệu bao gồm miếng cao su có kích thước 425 (mm) dán thép có tiết diện 1025 (mm) Hình Máy thí nghiệm hệ thống máy tính kèm phương pháp thí nghiệm thể Hình Sơ đồ chất tải thí nghiệm MSR test; SR test; CS test tương tự [2], khn khổ có hạn, báo trình bày so sánh kết thí nghiệm hai phương pháp phần KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Hình thể trạng thái cân thu từ thí nghiệm nguyên mẫu (Bearing test) thí nghiệm vật liệu (Lap shear test) gần khơng có khác biệt hai phương pháp thí nghiệm Hình Mẫu thí nghiệm ngun mẫu Hình Trạng thái cân thu từ thí nghiệm MSR test Hình Máy thí nghiệm vật liệu Trong nghiên cứu có ba loại thí nghiệm tiến hành theo hai phương pháp thí nghiệm nói tới phía Ba loại thí nghiệm gồm: Thí nghiệm chùng ứng suất nhiều bước (MSR test) để tìm trạng thái cân HDRB; Thí nghiệm chùng ứng suất đơn giản (SR test) để tìm đặc tính nhớt HDRB; Thí nghiệm tải lặp cắt (CS test) để nghiên cứu vịng trịn trễ HDRB Tất thí nghiệm thực Hiệp hội cao su Nhật Bản, dự án phát triển mơ hình số cho loại gối HDRB, thí nghiệm báo chưa cơng bố thí nghiệm vật liệu dự án tiến hành với mục đích thăm dị, chưa sử dụng phân tích nghiên cứu dự án Bài báo tiến hành so sánh số liệu thí nghiệm vật liệu với số liệu thí nghiệm ngun mẫu để tìm tương thích đề xuất sử dụng phương pháp thí nghiệm vật liệu rẻ tiền thay phương pháp thí nghiệm nguyên mẫu có chi phí lớn (a) (b) Hình Vòng tròn trễ thu từ CS test tốc độ: (a) 1,5/s; (b) 5,5/s 140 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 hai phương pháp thí nghiệm nhìn thấy rõ ràng thí nghiệm chùng ứng suất đơn giản SR test Thí nghiệm tiến hành ba mức biến dạng: 100%; 150% 175% Cả ba kết so sánh cho thấy kết thí nghiệm thu từ hai phương pháp tương đồng Đây tiền đề cho việc đề xuất thay phương pháp thí nghiệm nguyên mẫu phương pháp thí nghiệm vật liệu rẻ tiền (a) KẾT LUẬN Nghiên cứu tiến hành ba loại thí nghiệm gồm: Thí nghiệm chùng ứng suất nhiều bước; Thí nghiệm chùng ứng suất đơn giản Thí nghiệm tải trọng lặp cắt Ba loại thí nghiệm tiến hành theo hai phương pháp thí nghiệm khác là: Phương pháp thí nghiệm nguyên mẫu phương pháp thí nghiệm vật liệu nhiệt độ phòng Các kết so sánh cho thấy có đồng điệu ba loại thí nghiệm tiến hành theo hai phương pháp khác Đây nhận xét quan trọng để làm tiền đề cho việc đề xuất thay phương pháp thí nghiệm nguyên mẫu thí nghiệm vật liệu với chi phí thấp trang thiết bị đơn giản Việc giúp việc ứng dụng gối cách chấn cao su sử dụng phổ biến cơng trình xây dựng cơng trình xây dựng bảo vệ an toàn khỏi trận động đất (b) TÀI LIỆU THAM KHẢO (c) Hình Thí nghiệm chùng ứng suất đơn giản biên độ: (a)100%; (b)150%; (c) 175% Hình thể vịng trịn trễ ứng suất-biến dạng thu từ thí nghiệm CS test Có khác biệt ứng suất vị trí có biến dạng lớn hai kết quả, điều giải thích tượng cứng hóa mức biến dạng lớn gối cao su nguyên mẫu lớn so với tượng cứng hóa mẫu thí nghiệm vật liệu Tuy nhiên hai kết đồng điệu với Sự phù hợp kết [1] International organization of standardization (ISO), 2005 Elastomeric seismic protection isolators Part 1: test methods [2] Nguyen, D.A., Dang, J., Okui, Y., Amin, A.F.M.S., Okada, S., Imai, T., (2015) An improved rheology model for the description of the rate-dependent cyclic behavior of high dampung rubber bearings Soil Dynamics and Earthquake Engineering 77, pp416-431 141 ... loại thí nghiệm tiến hành theo hai phương pháp thí nghiệm khác là: Phương pháp thí nghiệm nguyên mẫu phương pháp thí nghiệm vật liệu nhiệt độ phịng Các kết so sánh cho thấy có đồng điệu ba loại thí. .. nghiệm Hình Mẫu thí nghiệm ngun mẫu Hình Trạng thái cân thu từ thí nghiệm MSR test Hình Máy thí nghiệm vật liệu Trong nghiên cứu có ba loại thí nghiệm tiến hành theo hai phương pháp thí nghiệm nói... sánh số liệu thí nghiệm vật liệu với số liệu thí nghiệm nguyên mẫu để tìm tương thích đề xuất sử dụng phương pháp thí nghiệm vật liệu rẻ tiền thay phương pháp thí nghiệm ngun mẫu có chi phí lớn