Bài viết Sự phục hồi Mullins effect trong cao su có độ cản cao trình bày việc so sánh về sự giảm phản ứng ứng suất của các mẫu thí nghiệm, sự phục hồi của Mullins effect còn được thể hiện thông qua ba tham số động lực: Biên độ ứng suất, hằng số hấp thụ năng lượng tương đương - hB và mô đun cắt tương đương
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 SỰ PHỤC HỒI MULLINS EFFECT TRONG CAO SU CÓ ĐỘ CẢN CAO Nguyễn Anh Dũng Trường Đại học Thủy lợi, email: dung.kcct@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Việc sử dụng cách chấn đáy chứng minh kỹ thuật hữu hiệu để bảo vệ kết cấu cơng trình khỏi động đất Có hai mục đích của việc sử dụng thiết bị cách chấn nhằm dịch chuyển chu kỳ dao động riêng hấp thụ lượng cho cơng trình [1] Gần có gối cao su có độ cản cao (high damping rubber bearingsHDRB) sử dụng rộng rãi Nhật Bản đặc tính hấp thụ lượng chúng gia tăng [2, 3] Tuy niên cao su nói chung cao su có độ cản cao nói riêng biết đến có đặc tính gọi Mullins effect [4], ứng xử mà ứng suất gối bị mềm hóa sau vịng chất tải làm ứng xử vòng khác vòng lại Trong tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn [5, 6], HDRB mô tả dạng mô hình song tuyến tính, tham số mơ hình xác định từ số liệu thí nghiệm mẫu HDRB chất tải trước để loại tượng Mullins effect khỏi ứng xử học khác HDRB (Mullins effect cho xuất mẫu cao su nguyên gốc không xuất mẫu bị chất tải trước) Tuy nhiên có nghiên cứu trước ra, Mullins effect có khả phục hồi theo thời gian mẫu chất tải [7] Sự phục hồi ảnh hưởng tới làm việc hệ kết cấu có sử dụng HDRB chịu động đất Mặc dù Mullins effect nghiên cứu 60 năm qua, ghi nhận đặc tính khó khăn nghiên cứu ứng xử vật liệu cao su [8] Trong nghiên cứu này, phục hồi Mullins effect mẫu cao su có độ cản cao chất tải nghiên cứu thí nghiệm tải tam giác Kết thí nghiệm phân tích dạng ba tham số ứng suất lớn nhất, số hấp thụ lượng tương đương mô đun cắt tương đương cao su PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1 Mẫu thí nghiệm máy thí nghiệm Mẫu thí nghiệm gồm lớp cao su dày 4mm có diện tích 25x25mm dán chặt với thép tạo thành khn mẫu hình Các thí nghiệm được tiến hành máy thí nghiệm điều khiển máy tính Hình 57 Hình Mẫu thí nghiệm Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình Máy thí nghiệm 2.2 Thí nghiệm chất tải tam giác (a) Sơ đồ chất tải bảo gồm 10 vòng tải dạng tam giác với biên độ chất tải 100% mơ tả Hình Sẽ có ba mẫu sử dụng thí nghiệm cách thức thí nghiệm tiến hành tác dụng 10 vịng tải tam giác lên ba mẫu sau tác dụng lại 10 vòng tải sau ngày, tuần tuần Để cho dễ phân biệt sơ đồ chất tải lần lệch giây Hình (b) Hình Vịng tải tam giác KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH THAM SỐ 3.1 Kết thí nghiệm (c) Hình thể phản ứng ứng suất thu thí nghiệm thí nghiệm lập lại sau ngày, tuần tuần 58 Hình So sánh ứng suất thu từ thí nghiệm ban đầu với thí nghiệm lặp lại sau: (a) ngày (b) tuần (c) tuần Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Từ Hình cho thấy, biên độ ứng suất thí nghiệm lập lại sau tuần gần sát với biên độ ứng suất thí nghiệm đầu tiên, điều ngụ ý Mullins effect phục hồi gần hoàn toàn sau tuần Sự sai khác hai thí nghiệm giảm dần so sánh từ thí nghiệm sau ngày, sau tuần sau tuần, điều thể phục hồi theo thời gian Mullins effect 3.2 Phân tích kết thí nghiêm Trong nghiên cứu này, so sánh giảm phản ứng ứng suất mẫu thí nghiệm, phục hồi Mullins effect thể thông qua ba tham số động lực: biên độ ứng suất, số hấp thụ lượng tương đương - hB mô đun cắt tương đương - GB Trong biên độ ứng suất xác định giá trị ứng suất thí nghiệm, hB xác định thông qua công thức (1) Geq xác định thông qua công thức (2) hB = ΔW 2π W (1) Trong ΔW lượng hấp thụ chu trình, W lượng biến dạng đàn hồi Geq = + − τ max − τ max + − γ max − γ max (2) + − Trong τ max τ max ứng suất cắt + − dương âm lớn nhất, γ max γ max biến dạng cắt dương âm lớn tương ứng chu trình Bảng thể phục hồi tham số Ba tỷ số so sánh giá trị thí nghiệm thí nghiệm lặp lại sau khoảng thời gian nói Sau ngày ba tham số phục hồi 80% sau ba tuần 90% Bảng Sự phục hồi tham số Tỷ lệ phục hồi (%) Một ngày Một tuần Ba tuần Tỷ số ứng suất 88.90 94.81 97.43 hB 82.69 84.50 90.34 Geq 86.64 97.98 98.64 KẾT LUẬN Sự phục hồi Mullins effect cao su có độ cản cao nghiên cứu thông qua loạt thí nghiệm chất tải dạng tam giác Các kết thí nghiệm cho thấy phục hồi xảy sau ngày chất tải sau ba tuần phục hồi diễn Điều cho thấy hồi phục Mullins effect diễn nhanh thời gian dài chưa kết thúc Ngoài phục hồi Mullins effect cịn thể thơng qua ba tham số tỷ số ứng suất lớn nhất, số hấp thụ lượng tương đương, mô đun cắt tương đương cao su Kết cho thấy sau ngày tham số hồi phục 80%, nhiên sau ba tuần tham số chưa hồi phục hoàn toàn đạt 90% TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Yoshida, J., Abe, M., Fujino, Y Constitutive model of high-damping rubber materials Journal of engineering mechanics, 130(2), 129-141 (2004) [2] Yamamoto, M., Minewaki, S., Yoneda, H., Higashino, M Nonlinear behavior of high damping rubber bearings under horizontal bidirectional loading: full scale tests and analytical modeling Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 41(13), 1845-1860 (2012) [3] Nguyen, D.A., Dang, J., Okui, Y., Amin, A.F.M.S., Okada, S., Imai, T “An improved rhe-ology model for the description of the rate-dependent cyclic behavior of high damping rub-ber bearings” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 77, 416-431 (2015) [4] Mullins L Softening of rubber by deformation Rubber Chemistry and Technology, 42, 339-362 (1969) [5] American association of state highways and transportation officials-AASHTO 3rd Edition Washington DC: Guide Specification for Seismic Isolation Design (2010) [6] Japan road association-JRA: Specifications for highway bridges Part V: seismic design Tokyo: Maruzen (2004) 59 ... Một ngày Một tuần Ba tuần Tỷ số ứng su? ??t 88.90 94.81 97.43 hB 82.69 84.50 90.34 Geq 86.64 97.98 98.64 KẾT LUẬN Sự phục hồi Mullins effect cao su có độ cản cao nghiên cứu thơng qua loạt thí nghiệm... thí nghiệm cho thấy phục hồi xảy sau ngày chất tải sau ba tuần phục hồi diễn Điều cho thấy hồi phục Mullins effect diễn nhanh thời gian dài chưa kết thúc Ngồi phục hồi Mullins effect cịn thể thơng... sau tuần, điều thể phục hồi theo thời gian Mullins effect 3.2 Phân tích kết thí nghiêm Trong nghiên cứu này, ngồi so sánh giảm phản ứng ứng su? ??t mẫu thí nghiệm, phục hồi Mullins effect cịn thể thông