Статистическое напряжение: Как снять статическое электричество — Мир Антенн

Содержание

Как снять статическое электричество

Метод №3: Антистатик своими руками

Для приготовления средства вам понадобятся:

Гамамелис или «ведьмин орех» — 0,25 стакана;
Эфирное масло лаванды – 1-2 капли.

Смешайте ингредиенты в глубокой емкости, перелейте их во флакон с пульверизатором и используйте при необходимости. Не забывайте встряхивать средство перед каждым применением.

Метод №4: Вода

Если вам нужно срочно привести в порядок наэлектризованную одежду, вам поможет обычная вода. Намочите ладонь, стряхните излишки жидкости и проведите ей сначала по внутренней, а затем по внешней поверхности ткани. Мы проверили – действительно, помогает!

Воду можно нанести на одежду и с помощью пульверизатора, работающего в режиме водяной пыли. Но не усердствуйте – достаточно лишь слегка увлажнить ткань, чтобы заряд исчез.

Метод №5: Лак для волос

При отсутствии специальных антистатических средств воспользуйтесь обычным лаком для волос. Наденьте одежду и распылите на нее лак с расстояния в 20-30 см.

Не держите флакон слишком близко – иначе на ткани может остаться пятно.

Не забудьте закрыть глаза и задержать дыхание. Химические вещества, входящие в состав лака, могут вызывать раздражение на слизистой.

Метод №6: Лосьон для тела

Если вы уже устали бороться со статическим электричеством, попробуйте предотвратить его образование, увлажнив кожу лосьоном. Носите средство с собой и используйте локально при необходимости – например, если небольшой участок юбки или платья начал прилипать к ногам.

Метод №7: Влажные салфетки

Это самый простой способ решить проблему со статическим электричеством, если вы находитесь вне дома. Просто потрите ткань влажной салфеткой – и она перестанет «искрить» и липнуть к коже. Метод также хорошо работает и в отношении волос и помогает быстро привести в порядок взлетевшую в воздух прическу.

Как удалить статическое электричество

Статическое электричество возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами. При разряде возникает искра. Этот процесс вызывает раздражительное действие на организм человека, иногда довольно ощутимое.

Как же свести к минимуму это потрясение? Нужно не забывать и придерживаться следующих правил:

1. Ограничить контакт между движущимися телами. Тело является пунктом сбора статического заряда (изначально заблокированный, не имеющий выхода), происходит сбор свободных электронов. Особенно это наблюдается при трении (ногами об ковер и т.д.).

2. Поместить слой хлопка между материалами, склонными проводить статическое электричество. Бумага, пластмассы и синтетические материалы являются эффективными генераторами статического электричества, а также волосы, одежда и обувь некоторых производителей.

3. Для хождения по коврам необходимо поэкспериментировать с заменой подошв домашней обуви, применять к коврам антистатические средства.

4. При уходе за волосами по возможности увлажнять и пользоваться феном со встроенным ионным излучателем.

5. Большую роль в возникновении статического электричества играет влажность воздуха.

6. В помещениях с хорошей изоляцией, с использованием кондиционеров и нагревательных приборов, как правило, влажность низкая, а электростатический эффект довольно высокий.

Необходимо:
— установить увлажнитель воздуха
— вывешивать контейнера с водой около нагревателей
— открывать окна для проветривания.

7. Статические заряды также скапливаются в проводах и кабелях приличной длины, отключенных от сети и потребителей.

8. При работе с чувствительными электронными компонентами или с легковоспламеняющимися летучими веществами статические разряды могут вызвать катастрофические неисправности в электронных схемах и воспламенять горючие вещества.

Необходимо принять меры предосторожности:
— Для работы с электроникой есть специальные браслеты, которые надеваются на запястье и соединяются с заземленной частью устройства.

Внимание! Нельзя одевать браслеты при работе с электронно – лучевыми трубками телевизоров и мониторов.
— Если у вас нет никаких браслетов, то при работе, например, с компьютером надо не забывать, постоянно держаться или прислоняться открытыми частями рук к корпусу системного блока, который является «землей» для Вас и электронных компонентов.
— Электростатические процессы довольно сложно поддаются контролю, для этого созданы профессиональные устройства на основе использования альфа – излучающих компонентов, содержащих Полоний.

Советы:

— Чтобы уменьшить шок, прикасайтесь менее чувствительными тыльными частями ног или рук.
— С помощью распылителя с водой увлажнить воздух и ковровые покрытия.
— Для того, чтобы безболезненно снять заряд с тела, нужно взять в руки металлический предмет (связку ключей) и коснуться заземленной поверхности (трубы, радиатор отопления).

— Удаление волос на ногах намного снижает возникновение статического электричества.

Как выйти из автомобиля, не получив статического разряда

Есть простые способы предотвращения этих неприятностей:

1. Одежда из синтетических материалов – первая причина возникновения статического электричества.
2. Тоже самое можно сказать и про обувь: пляжные тапки с соленой водой на подошве является накопителем зарядов.
3. При выходе из автомобиля до того, как вы коснулись земли, необходимо держаться за кузов. А еще лучше взяться за металл до того, как вы начали подниматься с кресла автомобиля.
4. Применяйте антистатические манжеты, если это возможно. Они обеспечивают заземляющее действие.

Советы:

— При выходе из автомобиля дотроньтесь до стекла – это уменьшит вероятность разряда.

— Используйте антистатические средства для кресел и ковриков автомобиля.

— Также можно коснуться связкой ключей после выхода из автомобиля.

— Прикасайтесь тыльной стороной руки. Это менее болезненно, нежели пальцами.

— Не забывайте, что электростатический заряд воспламеняет горючие материалы, в частности бензин.

Серьезно отнеситесь к уничтожению статического электричества в вашем автомобиле, т.к. пары бензина находятся в непосредственной близости (горловина бензобака, заправочная станция, канистра в гараже). Будьте внимательны!

Статическое электричество ESD и его последствия

Что же из себя представляет термин “Статическое электричество” — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Электризация происходит в процессе трения двух диэлектриков, то-есть фактически происходит отрыв электронов от вещества с образованием разности потенциалов на соприкасающихся поверхностях.

Чем опасно статическое электричество?

Но перейдем к практике, чем-же нам так мешает статика в нашей работе? На первый взгляд мы не видим этого и значит оно нам не грозит. Это неверное предположение, статика присутствует всегда, когда мы ходим или соприкасаемся с разными предметами и просто в жаркий солнечный день в воздухе, количество статического электричества может превышать все воображаемые пределы. Человек начинает ощущать статическое напряжение свыше 3000 вольт и увидеть искрение можно от 5000 вольт. Иногда мы на себе можем накапливать заряд до 10000 вольт, при том что радиоэлементы могут выйти из строя при токах возникающих при напряжении уже в 5 вольт. Согласно общей статистики от электростатического разряда выходят из строя более 50 процентов всех электронных компонентов, а цифра уже собранной и эксплуатируемой продукции превышает 60 процентов.

Важно знать что величина статического электричества зависит от многих факторов, основной это относительная влажность воздуха:

Наши повседневные действия	Относит. влажность более 70 процентов	Относит. влажность менее 20 процентов
Мы идем по текстильному напольному покрытию	1500 вольт	35000 вольт
Мы идем по виниловому напольному покрытию	250 вольт	1200 вольт
Забираем со стула пакет из полиэфирного материала	600 вольт	20000 вольт
Отклеивание куска клейкой ленты	1500 вольт	12000 вольт
Открытие пластиковой папки	600 вольт	7000 вольт

Так что не обязательно нам что-то специально натирать что-бы получить статический разряд, это происходит всегда без нашего на то желания.

Как бороться со статическим электричеством?

Первое и самое важное правило, рабочий инструмент и приборы должны быть обязательно заземлены. При работе с радиоэлементами и собранными устройствами на руку человека надевается специальный антистатический браслет который соединяется с точкой заземления через резистор в 1 МОм.

Рабочий стол тоже должен быть заземлен, на рабочей поверхности должно быть покрытие которое имеет может максимально проводить электрические разряды, оно должно иметь малое сопротивление. Также необходимо соблюдать чистоту в рабочем помещении или мастерской. Проводить как можно чаще влажную уборку. В помещении где производится ремонт положить специальное проводящее напольные покрытие обеспечивающие отвод накопившегося зарядка с соприкасающихся поверхностей к точке заземления.

Это лишь малая часть информации касающейся антистатической безопасности, на просторах интернета есть массу сайтов посвященных именно данной теме на которых написано много полезных советов и правил соблюдая которые вы сможете максимально обезопасить свое рабочее место. При этом самым повысив рентабельность и качество всех выполняемых работ.

______________________
Вы собираетесь купить дом масса выгодных предложений.

Как влияет статическое электричество на здоровье человека

Со статическим электричеством, то есть электричеством, возникшим от трения, так или иначе, сталкивался любой человек в повседневной жизни, пишет toneto.net.

Аккумуляторам конец: гаджеты будут заряжаться от трения

Волосы, прилипшие к расчёске, потрескивающая одежда, пылевой слой на экране телевизора, резкое покалывание в пальце от случайного прикосновения к предмету.

В окружении статического электричества мы находимся постоянно – в повседневной жизни, в быту, на производстве, в офисе.Так насколько же негативно отражается на здоровье человека данный вид электричества и как можно избавиться от него доступными способами?

Влияние на здоровье

На сегодняшний день влияние статического электричества на здоровье и иммунную систему человека не исследовано в полной мере.

Но на основе уже проведённых исследований можно классифицировать негативные воздействия на организм человека в случае долговременного нахождения в поле статистического заряда:

— функциональные нарушения в Центральной Нервной Системе;- спазм сосудов, способный вызвать повышение артериального давления;

— чрезмерная эмоциональность и раздражительность;

— головные боли;

— нарушения аппетита и сна;

— возникновение фобий, постоянная боязнь вновь получить электрический разряд и ту боль, которая за ним последует.

Apple рассматривает производство антибликовых дисплеев

Как избавиться от статического электричества в повседневной жизни доступными способами

— обязательно заземлять бытовое оборудование;

— использовать бытовые увлажнители воздуха;

— завести в доме комнатные растения;

— делать влажную уборку помещения утром и вечером;

— регулярно проветривать помещение;- все синтетические ткани в квартире, такие как тюль, обивка мебели, паласы должны быть обработаны антистатическим средством;

— по возможности использовать в своём гардеробе одежду исключительно из натуральных материалов;

— желательно приобретать обувь на резиновой или кожаной подошве;

— при укладке следует нанести на расчёску несколько капель любого натурального эфирного масла, эти средства зарекомендовали себя как великолепные природные антистатики;- по возможности свести к минимуму укладку волос горячим способом.

Хотите первыми получать важную и полезную информацию о ДЕНЬГАХ и БИЗНЕСЕ? Подписывайтесь на наши аккаунты в мессенджерах и соцсетях: Telegram, Twitter, YouTube, Facebook, Instagram.

статическое напряжение — это… Что такое статическое напряжение?

статическое напряжение: static stress

статическое нагружение
статическое отображение

Смотреть что такое «статическое напряжение» в других словарях:

Статическое напряжение пробоя ионного разрядника — 37. Статическое напряжение пробоя ионного разрядника Spark gap static ignition voltage Значение напряжения пробоя ионного разрядника при медленном нарастании постоянного напряжения на его электродах. Примечание к терминам 37 и 38. Время… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Статическое растяжение — Машина для испытаний на растяжение с электромеханическим приводом Статическое растяжение одно из наиболее распространённых видов испытаний для определения механических свойств материалов … Википедия
Статическое пробивное напряжение диэлектрика — 71. Статическое пробивное напряжение диэлектрика Пробивное напряжение при медленном увеличении приложенного к диэлектрику напряжения Источник: ГОСТ 21515 76: Материалы диэлектрические. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Электрическое напряжение — У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение. Напряжение Единицы измерения СИ вольт Электрическое напряжение между точками A и … Википедия
МЫШЦЫ — МЫШЦЫ. I. Гистология. Общеморфодогически ткань сократительного вещества характеризуется наличием диференцировки в протоплазме ее элементов специфич. фибрилярной структуры; последние пространственно ориентированы в направлении их сокращения и… … Большая медицинская энциклопедия
ГОСТ 20724-83: Приборы газоразрядные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 20724 83: Приборы газоразрядные. Термины и определения оригинал документа: 41. Амплитуда импульса напряжения сброса счетного прибора тлеющего разряда Cold cathode counting tube resetting voltage Амплитуда импульса напряжения,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Физиология труда — – это наука, изучающая функционирование человеческого организма во время трудовой деятельности. Её задача – выработка принципов и норм, способствующих улучшению и оздоровлению условий труда, а также нормирование труда. Физиология – это наука о… … Википедия
СИНДРОМ МИОФАСЦИАЛЬНЫЙ — мед. Миофасциальный синдром локальная боль и напряжение в определённых участках скелетных мышц. Преобладающий возраст старше 20 лет. Преобладающий пол женский. Факторы риска • Чрезмерная физическая нагрузка • Длительное статическое напряжение,… … Справочник по болезням
Мы́шечная рабо́та — Основной функцией мышечной системы человека и животных является двигательная деятельность. Мышцы обеспечивают перемещение тела в пространстве или отдельных его частей относительно друг друга, т.е. производят работу. Этот вид М.р. называют… … Медицинская энциклопедия
Телесная психотерапия — Телесно ориентированная психотерапия область психотерапии, включающая в себя десятки школ и направлений, объединенных общим взглядом на телесные (физиологические) функции как неотделимую часть целостной личности наравне с психическими и… … Википедия
Вибрационная болезнь — Вибрационная болезнь профессиональное заболевание, обусловлена длительным (не менее 3 5 лет) воздействием вибрации в условиях производства. Так же известна как синдром белых пальцев, псевдо Рейно болезнь, сосудоспастическая болезнь… … Википедия

Как снять статическое электричество с автомобиля, статика на машине

Бьет – значит, любит? Как избавиться от статического электричества на кузове машины

Заземление через шины

Проявления статического электричества знакомы каждому по заурядным бытовым вещам – электризации синтетического свитера, волос о пластиковую расческу и так далее. В результате на предмете и человеческом теле накапливаются заряды разных потенциалов, и происходит разряд, порой с проскакиванием искр устрашающих размеров. Автомобиль легко накапливает статический электрический заряд – как правило, в сухую ветреную жаркую или морозную погоду. При влажности воздуха более 85 % статическое электричество практически не возникает.

Если же условия благоприятны, на кузове машины может накапливаться заряд в десятки и тысячи киловольт. Это устрашающее напряжение не опасно по причине ничтожного тока, однако порождает два неприятных момента в повседневной жизни – болезненные колющие удары при прикосновении к автомобилю, а также усиленное притягивание пыли, особенно раздражающее на свежепомытом авто, которое быстро приобретает неопрятный вид. Кстати, опасности воспламенения от статики бензина при заправке бака, вопреки распространенному заблуждению, нет – все оборудование заправок заземлено в соответствии с самыми жесткими стандартами и разряда с кузовов автомобилей клиентов не боится!

При этом проблему статики на автомобиле нельзя назвать массовой, и многие не сталкиваются с ней практически никогда. Дело в том, что, как ни странно, шины, которые мы считаем изолятором, содержат в себе достаточное количество сажи (суть – токопроводящего углерода), который позволяет статическому заряду благополучно стекать в землю в большинстве случаев. Хотя при усиленном накоплении статики, когда машина стоит на сильном ветру, несущем большое количество пыли или сухого снега, заземления через колеса уже оказывается недостаточно… Да и в состав современных шин с пониженным сопротивлением качению включают все больше диоксида кремния, замещающего традиционную токопроводящую сажу. Многие, наверное, замечали, как после перехода со штатной бюджетной российской резины на приличную «буржуйскую» машина начинала больше пылиться и чаще стрелять статикой…

Впрочем, некоторых «везунчиков» шарашит током за рулем регулярно и постоянно, всегда и везде… Просто в их конкретных случаях неудачно совпадает ряд факторов – нюансы климата и розы ветров в местах постоянного пребывания, определенное сочетание синтетики в материале сидений, чехлов и повседневной одежды, особенности покрышек, тип окраски кузова автомобиля и тому подобное, что в комплексе дает постоянное накопление заряда на машине.

«Электрический хвост»

В советское время едва ли не самым массовым элементом незамысловатого внешнего «стайлинга» была полиуретановая или резиновая полоска-«токосъемник», предназначенная для стекания заряда с кузова на землю – подобным аксессуаром щеголяла каждая вторая машина, и эффект разряда был превосходным, если, конечно, автовладелец не совершал ошибок при установке. Дело в том, что «хвостик» сам по себе ток не проводил – в ленту банально вплавлялась металлическая проволочка, выходившая наружу в виде контактного лепестка с отверстием под болт. И свой эффект лента оказывала, лишь будучи закрепленной на зачищенную от краски и грязи металлическую кузовную деталь – а вот прикручивание к пластиковому бамперу «девятки» или «восьмерки» толку, разумеется, не давало. Еще одна популярная ошибка олдскульной эпохи – покупка ленточки, сделанной мошенниками-кооператорами, которые вырезали ее из листовой резины без токопроводящей жилы внутри. Такой «токосъемник» давал лишь плюсы к понтам – украшенный цветными катафотами и заграничной надписью «antistatic» (часто с ошибкой, с K на конце!), он вешался в большинстве случаев ради сомнительной красоты, и те, кто не имел изначально проблем со статикой, даже не знали, что «хвост» своей основной задачи не выполняет…

Как ни странно, подобные аксессуары и по сей день не исчезли с прилавков, выпускаются и продаются. Поскольку нет больше желающих сверлить для крепления антистатика отверстие в металлическом бампере или в «юбке» кузова, как это делалось во времена повсеместного жигулизма, «хвосты» эволюционировали и оснащаются теперь хомутами для крепления на кончик выхлопной трубы, гарантированно имеющей качественный контакт с «массой». Свою задачу по избавлению машины от агрессии к водителю и притягивания пыли эти устройства выполняют, хотя вид современного автомобиля, надо сказать, уродуют весьма существенно…

«Делай раз, делай два…»

Если не хочется присобачивать нелепый резиновый хвост на новенький современный автомобиль, можно применять особую «антистатическую» тактику выхода из машины. Открыв дверь, нужно сперва взяться рукой за металлический кант двери (не за пластиковую ручку!), а потом уже ставить ногу на землю. Это уравнивает электрические потенциалы кузова и человека, и болезненного укола не будет.

Но у такой методики тоже есть недостатки. Во-первых, безупречно она работает только тогда, когда вы касаетесь именно голого металла, а не окрашенного. А в современном автомобиле его нащупать не так уж просто! Все окрашено, защищено пластиком, и даже замочная скважина под рулем уже не всегда спасает – все чаще ее заменяет бесключевая стартерная кнопка… А во-вторых, такая схема полезна при покидании салона, но статика часто бьет при и посадке в машину!

Плюс, скажем, честно, освоение и постоянное удержание в голове этого алгоритма, дабы не забывать регулярно проделывать его на практике, выглядит каким-то техническим извращением. В повседневной эксплуатации автомобиля и так хватает разных условностей, и добавлять к ним еще и особый ритуал покидания салона – это уже явный перебор…

«У ней внутре неонка» (с)

Если не «хвост» и не «акробатика», то что? Сегодня китайские ремесленники предлагают достаточно большой ассортимент так называемых «антистатических брелоков». Сей странноватый гаджет чаще всего представляет собой небольшой цилиндрик длиной с палец и диаметром с карандаш, хотя иногда бывает похож и на флэшку. У него два контакта с противоположных концов – за один его нужно держать пальцами, а вторым коснуться двери, рукоятки, а в идеале — металла замочной скважины. Разряд, предназначенный вам, погасится начинкой брелока и дойдет до тела неощутимым.

Как ни странно, эта полнейшая на вид ерунда работоспособна. «У ней внутре неонка» — все дословно по Стругацким! В корпусе «антистатического брелока» находится та же начинка, что и в отвертке электрика – фазоуказателе! Иначе говоря, последовательно соединенные лампочка-неонка и высокоомный резистор.

Поэтому приобретать «спецбрелок» вовсе не обязательно – если у вас есть отвертка-фазоуказатель, можете смело использовать ее. Скажем больше – даже лампочка-неонка там не особенно-то нужна. Достаточно любого резистора с сопротивлением в несколько мегаом, стоимостью рубля полтора в самом худшем случае.

И снова… «хвост»!

Касаться двери автомобиля антистатическим брелоком перед тем как ее открыть – это, честно говоря, даже хуже «магического ритуала» с поочередным опусканием рук и ног, описанного выше. Еще одно-два таких регулярных действий вдобавок к брелоку – и проще уж пешком ходить… Поэтому если ваша машина по каким-то непонятным причинам все же склонна регулярно «кусаться», лучше всего решить вопрос радикально — небольшим, эффективным и совершенно незаметным со стороны «колхозом».

Вместо сомнительных резинок-«антистатиков» нам понадобится полуметровый отрезок тонкого (около 3 мм) стального тросика, но закрепим мы его не пошлым образом на виду, на заднем бампере, а под днищем, где-то в районе передних сидений. Конец троса проще всего закрепить на глушителе – это идеальное место, имеющее безупречную электрическую связь с кузовом и при этом обычно представляющее собой голый металл, не требующий повреждения краски для хорошего контакта.

Такой «хвост» станет безупречно выполнять функцию отвода статики с кузова и при этом не будет виден снаружи и не испортит вид автомобиля неуместным «олдскулом».

Опрос А ваша машина кусается? Голосовать Ваш голос Всего голосов:>Машина бьет током – причины и способы устранения проблемы

3 Методы борьбы со статическим электричеством – поможет ли лента?

Самый простой и доступный способ избежать удара током в автомобиле – использовать спреи-антистатики. Применяются они путем распыления на чехлы, одежду водителя и пассажиров. Правда, способ неудобен в применении и позволяет лишь снизить действие разряда, но не убрать его. Так как обычно бьет током при выходе из машины во время прикосновения к металлической двери, то для защиты от электричества можно установить пластмассовые дефлекторы. Они не пропускают электрический ток, а значит, разряда при соприкосновении с телом человека не будет.

Для снятия статического электричества с корпуса автомобиля применяют специальные приспособления и средства

Существует несколько способов заземления автомобиля:

С помощью специальных лент с антистатическим эффектом. Они цепляются к кузову автомобиля так, чтобы, свисая, они доставали до земли. При движении машины скопившийся разряд будет уходить в землю. Ленты изготавливаются из дорогостоящего материала, поэтому не стоит покупать бюджетный вариант для экономии средств, дешевая лента не окажет должного эффекта.
На грузовой машине со специальным назначением, особенно, если она перевозит взрывоопасные грузы, наличие «громоотвода» обязательно. Только вместо антистатической ленты цепляется металлическая цепь, которая также должна касаться земли.
Некоторые водители в целях экономии прибегают к самодельному заземлению. С помощью клеммы присоединяют один конец провода на массу к кузову машины, а второй делают такой длины, чтобы он доставал до земли и волочился во время движения.

Более надежной и эстетически привлекательной является антистатическая лента. При ее покупке следует обращать внимание, чтобы внутри изделия не было металлической проволоки, так как со временем на нее действуют окислительные процессы, она начинает ржаветь и плохо пропускает электрический ток. Внутри должна быть графитовая или алюминиевая вставка.

Чтобы лента эффективно выполняла свою функцию, ее нужно цеплять к металлической части кузова, не покрытой краской. Если ее прицепить на пластиковый бампер, то она будет служить лишь очередным украшением.

Так как одной из причин появления статического электричества является материал изготовления сидений и одежды, то нужно сменить чехлы, пошив их из натуральных тканей. Это касается и одежды. В сухом воздухе статического электричества накапливается больше, поэтому регулярно проводите химическую чистку и влажную обработку салона. Для увлажнения воздуха можно использовать специальные аэрозоли. Они уменьшают либо снимают статическое электричество и действуют благотворно на здоровье человека, увлажняя воздух.

Не помешает и техосмотр на станции СТО, чтобы исключить неполадки, связанные с электропроводкой и электрическими системами. Если после этого проблема не будет решена, то можно применить описанные выше способы борьбы с электрическим зарядом, скопившимся на кузове машины.

«Вредно ли для людей статическое электричество?» – Яндекс.Кью

Техника безопасности. Всё ниже написанное касется только бытового статического электричества в классическом его определении.

Статическое электричество имеет одну интересную особенность — заряд весь накапливается на поверхности проводника. В случае человека — в поверхностном роговом слое кожи. Если человек изолирован и заряжен, то его здоровью ничего не угрожает, так как электрическое поле внутри тела (под роговым слоем кожи) отсутствует. Это физика.

Человека с электрической точки зрения можно рассматривать как последовательное соединение сопротивления величиной R ≈ 1,5 kΩ и конденсатора емкостью C ≈ 100 пФ (особо недоверчивым сюда). Такая RC-цепь может работать в разных режимах. Нас интересует режим разряда конденсатора-человека, который уже накопил заряд (гуляя по ковру в сухом помещении) и случайно коснулся холодильника. Раздался треск в месте касания, там же появилась искра и человека как бы ударило током. Опасно ли это было?

Характерное время разряда RC-цепи равно t₀ = RC ≈ 1,5×10⁻⁷ сек. Не вдаваясь в дебри экспоненциальной функции убывания заряда, умножим это время на 3, считая, что весь процесс разряда длится t = 3t₀ = 4,5×10⁻⁷ сек. За это время выделяется энергия Е = CU²/2 ≈ 4,5×10⁻⁴ Дж, где U = 3000 В — пробивное напряжение в сухом воздухе на расстоянии 1 мм. Соответствующая выделенная мощность в искре равна W = E/t ≈ 1 кВт. Пренебрегая потерями энергии на звук и искру, найдём величину тока разряда I = W/U ≈ 300 мА.

Такой ток смертелен для человека. Остановка сердца гарантирована, если ток пройдёт через тело. Но дело-то в том, что он как раз и не проходит через внутренние органы. Этот ток течёт через поверхностный роговой слой кожи человека и сам по себе безвредный. Но ток импульсный (~0,45 мкс) и обязан индуцировать соответствующий ток в подкожных мышцах, близких к точке касания, где плотность тока выше. Вот индуцированный в подкожных мышцах ток по-видимому и вызывает реакцию мышц и болевое ощущение передаваемое нервной системой. Индуцированный ток в сотни и более раз меньше прямого импульсного тока по поверхности кожи и, из-за слабости своей, он может действовать только на расслабленные мышцы в области близкой к точке касания.

Личный опыт. Вершина горы. Туман. Странный звон. Подходим к железному триангулятору на вершине, тональность звона меняется. Кто-то снял шапку. Волосы у него стали дыбом. Все сняли шапки. Хохот у всех. С ключом в руке подхожу к триангулятору. Возникает сине-зелёная дуга между концом ключа и железом триангулятора с расстояния 3-5 мм. У меня никаких ощущений кроме восторга, который длится более минуты. Кто-то предположил, что это опасно и может ударить молния. Сразу возник страх. Бегом все вниз. Молния так и не ударила. Внизу пожалели, что не оценили подарок судьбы — Огни святого Эльма.

Совет шутникам. Если вы знаете, что электрически заряжены, то осторожно подойдя к товарищу/подруге сзади, коснитесь пальцем его мочки уха. Раздастся треск искры, ваш товарищ завизжит от ужаса, а вы даже не почувствуете удара током из-за напряженных мышц вашего пальца. Проверено опытом. Но даже не пытайтесь так пошутить, если ваш товарищ бегает быстрее вас.

Обзор FEA — Анализ статического напряжения

Статический анализ напряжений, возможно, является наиболее распространенным типом структурного анализа с использованием метода FE. Напряжение, деформация и деформация компонента или узла могут быть исследованы в различных условиях нагрузки, чтобы избежать дорогостоящих отказов на этапе проектирования.

Структурные нагрузки обычно представляют собой одну или комбинацию из следующих:

Внешние силы, такие как сила зажима в подводных соединителях.
Нагрузки на поверхность, например нагружение давлением в сосудах высокого давления
Силы тела (сила тяжести, ускорение, например центробежная сила во вращающихся машинах)

Реакция конструкции на более сложные нагрузки, например, возникающие в результате термического анализа, также может быть смоделирована с использованием мультифизического подхода.

Значительные нелинейные возможности ANSYS® также позволяют проводить более сложные симуляции, в том числе:

Эти функции в сочетании с обширными функциями свойств материалов и новейшим моделированием контактов с поверхностью означают, что сложные сборки можно анализировать с минимальными затратами.

Прогнозирование усталостной долговечности может быть выполнено на основе результатов анализа напряжений. TriVista имеет опыт анализа усталостной долговечности на основе различных промышленных стандартов, таких как BS 7608, код евро 9 и т. Д.

Другой важной областью анализа статических напряжений является анализ сосудов под давлением. Сосуды под давлением традиционно проектируются на основе различных промышленных стандартов (ASME VIII Часть I, Часть II, BS EN13445, PD5500 и т. Д.). Однако требования к конструкции сосудов под давлением с использованием анализа напряжений возрастают.промышленные стандарты теперь включают разделы, посвященные теме «Дизайн путем анализа» и соответствующим критериям оценки. TriVista имеет опыт анализа сосудов под давлением. См. Дополнительную информацию на странице «Резервуар высокого давления».

TriVista предоставляет консультационные услуги FEA и инженерное проектирование и имеет большой опыт в области структурного анализа, анализа деформаций, анализа усталости, прогнозирования усталостной долговечности и анализа статических напряжений. Если вы хотите узнать больше, звоните или пишите по электронной почте (контактные данные указаны ниже).Наши опытные инженеры будут рады вам помочь. Вы также можете воспользоваться нашей простой формой запроса.

Динамические и статические: новые характеристики механических характеристик

Материалы, используемые в аэрокосмической отрасли, должны быть невероятно прочными. Для коммерческих авиакомпаний материалы, из которых изготовлен самолет, должны выдерживать температуру от -45 до 45 ° C и скорость ветра более 400 километров в час. Все материалы должны пройти строгие испытания, предназначенные для воспроизведения реальных динамических условий, возникающих во время использования.Доктор Мейсам Рахмат в своем исследовании в Центре аэрокосмических исследований Национального исследовательского совета Канады работает над разработкой новых тестов для более точного измерения и тестирования типов динамических сил, с которыми такие материалы испытывают во время использования, чтобы лучше понять их поведение и свойства.

Материалы для аэрокосмической промышленности — одни из самых строго проверенных материалов на Земле. Они должны выдерживать широкий диапазон условий окружающей среды, таких как температура и давление, сохраняя при этом свои желаемые свойства.Несмотря на то, что долговечность таких материалов является обязательной, еще более важно, чтобы повреждения материала легко и достаточно рано выявлялись. Конечная цель — предотвратить несчастные случаи, такие как крушение рейса 611 China Airlines, когда усталость от металла привела к гибели 225 человек.

Испытание на сжатие алюминиевой пены.

Способность обнаруживать надвигающийся отказ материалов требует всестороннего знания поведения материала. Для этого эти материалы изучаются с использованием различных методов лабораторных испытаний, наряду с численным моделированием, чтобы предсказать, как материал ведет себя близко к точке разрушения.

Сжатие пены с DIC

Чтобы такие испытания и моделирование были полезными для аэрокосмических материалов, они должны эффективно имитировать типы сил, которые может испытывать материал при использовании. Например, металлы, используемые для крыльев самолетов, испытываются в лаборатории после того, как из них превращаются крылья путем их изгиба и приложения напряжения и деформации к материалам на различных испытательных стендах. Посредством повторных испытаний и моделирования можно достичь всестороннего понимания поведения металла, чтобы определить, какие ранние предупреждающие знаки можно использовать для испытаний на месте после того, как самолет будет использоваться.

Использование исключительно статических испытаний не может служить хорошей моделью для многих быстро меняющихся сил, которые испытывают самолеты во время эксплуатации.

Многие из существующих тестов рассматривают приложение статических сил к материалу. Здесь нагрузка, приложенная к материалу, по существу постоянна в течение заданного времени и может быть хорошим способом моделирования, например, постоянной силы, которую вес сидений оказывает на конструкцию самолета. Однако статические стресс-тесты не могут служить хорошей моделью для многих быстро меняющихся сил, которые испытывают самолеты во время эксплуатации.

Установка DIC для испытания на растяжение.

Чтобы исследовать реакцию материала на внезапное приложение силы, вместо этого используется динамическое испытание. Д-р Мейсам Рахмат из Центра аэрокосмических исследований Национального исследовательского совета Канады является пионером в новых методах испытаний, которые фокусируются на влиянии динамической нагрузки на аэрокосмические материалы, которые показали очень разные результаты по сравнению со статическими или квазистатическими (где сила применяется в течение более длительного периода времени, чем при динамическом испытании), что имеет важные последствия для безопасности воздушных судов.

Высокоскоростное сжатие полимера

Измерения напряжений
Для проведения испытаний на динамическую деформацию доктор Рахмат использует сервогидравлическую силовую раму. Такие рамы можно настроить под разные типы и величины нагрузки. Для динамических испытаний доктор Рахмат использует силовую раму, специально разработанную для достижения высоких скоростей. Рама может развивать скорость до восьми метров в секунду, поскольку она внезапно прикладывает нагрузку к неподвижному образцу, что приводит к внезапной передаче силы.Серия датчиков измеряет локальную деформацию в разных местах образца для получения «напряжения» (меры силы, действующей на образец, которая может привести к деформации) и «деформации» (меры деформации материала из-за силы, действующей на образец). может привести к растрескиванию).

Испытания наноматериалов на растяжение.

Одна общая проблема с этими типами измерений динамического напряжения заключается в том, что значения, измеренные датчиком нагрузки, колеблются во время измерения, что затрудняет извлечение истинных значений напряжения-деформации, испытываемых образцом.Некоторые профилактические меры, такие как использование легких зажимов и оптимизация положения установки датчиков, могут быть выполнены, чтобы минимизировать эти колебания. Часть работы доктора Рахмата заключалась в тщательном исследовании того, как изменение параметров испытаний, таких как геометрия образца, влияет на конечные значения свойств материала, чтобы гарантировать их точность, и применимы ли эти поправки для минимизации колебаний к различным материалам.

Информация, полученная в результате таких испытаний, очень ценна не только для понимания поведения материалов, но и с точки зрения дизайна.

Стрессовые переломы
Одним из первых материалов, исследованных доктором Рахматом с использованием своего подхода, является алюминиевая конструкция из костяка, названная так из-за ее сходства с формой собачьей кости. Это типичная форма образца для испытаний на растяжение, поскольку узкая часть в середине подвергается большей части деформации. Это важно для простоты тестирования: если бы напряжения были сосредоточены около сторон образца, где он закреплен на испытательной машине, это привело бы к искусственным показаниям, так как зажатие образца могло бы помешать измерению.Это также полезно для измерения удлинения, так как это означает, что измеренное изменение длины материала происходит исключительно из-за материала, а не также из-за изменений зажимов.

FE модель теста на прокол.

Во время этих динамических измерений доктор Рахмат обнаружил, что для этого хорошо изученного алюминиевого образца наблюдается большое отклонение предельной прочности и удлинения при разрыве между значениями, измеренными динамически по сравнению с квазистатическими измерениями. Это важно не только для того, чтобы убедиться, что испытания материалов реалистичны с точки зрения того, что они в конечном итоге будут испытывать в полевых условиях, но и для уточнения моделирования реакции таких материалов на ожидаемые напряжения и деформации.

Слева направо: испытание на прокол композитов, алюминия и полимеров.

Изображения испытуемого материала, полученные с помощью оптического микроскопа, также показали различия в типах трещин, которым подвергался материал, в зависимости от того, подвергался ли он воздействию силы внезапно или постепенно в течение длительного периода. Хотя небольшие изменения в структуре поверхности металла, которые можно наблюдать только под микроскопом, могут показаться тривиальными, это указывает на различия в количестве энергии, поглощаемой алюминием в зависимости от скорости действия силы, показывая, что материал будет иметь различное сопротивление. различные типы условий нагружения.

Металлы в нанокомпозиты
Все эти испытания и уточнение модели в конечном итоге улучшили наше понимание очень хорошо изученных материалов, но доктор Рахмат расширил это и на нанокомпозиты. Нанокомпозиты — это новые и сложные материалы, состоящие из различных наноразмерных материалов, которые не были хорошо изучены с использованием методов динамической деформации. Путем тестирования нанокомпозита, состоящего из обычной эпоксидной смолы, с нанотрубками нитрида бора и без них, доктор Рахмат и его команда смогли увидеть, как включение нанотрубок увеличивает эластичность и прочность на разрыв для образца, но мало влияет на сдвиговые свойства материала. эпоксидная смола.

Информация, полученная в результате таких испытаний, очень ценна не только для понимания поведения материала, но и с точки зрения дизайна, поскольку становится возможным определить, какие смеси обладают наиболее желательными свойствами. Методы, разработанные д-ром Рахматом, также можно обобщить на широкий спектр веществ, которые он продолжит исследовать в своей будущей работе.

Личный ответ

Какие типы материалов вы хотите исследовать дальше с помощью этого метода тестирования?

С помощью этого метода можно охарактеризовать любой тип однородного (включая металлы, полимеры и керамику) и неоднородного материала (включая композитные материалы).Кроме того, в настоящее время проходят испытания различные типы материалов с архитектурой, такие как пенопласт с закрытыми порами, чтобы оценить их способность поглощать энергию при ударе.

Что вам больше всего нравится в вашей работе в этой области?

Определение механических характеристик — важный шаг в итеративном процессе проектирования конструкций; будь то проверка концепции или отборочные тесты на ранних этапах процесса или во время полномасштабной окончательной оценки структуры для целей сертификации.Основная цель этих испытаний — убедиться, что в течение всего срока службы конструкция не испытает каких-либо катастрофических отказов после прохождения всех этих жестких экспериментов в лаборатории. Когда самолет выходит из эксплуатации после многих лет службы без серьезных проблем, это просто показывает, что каждый критический элемент его сложной и многопрофильной системы работал наилучшим образом и выполнял свои функции. Вот тогда усилия инженера окупаются. Кроме того, нельзя отрицать, что разбивать и разбивать лабораторные образцы на большой скорости — это весело!

18-7.Статическое и динамическое падение напряжения для характеристики физики широкополосного землетрясения

«Что такое падение напряжения при землетрясении и что оно представляет собой физически?» является давней проблемой в физике землетрясений. Сейсмологи и разработчики моделей движения грунта часто имеют в виду динамическое падение напряжения, изменение напряжения сдвига, приводящее к возникновению разломов землетрясения, которое переходит в излучаемую сейсмическую энергию, которая контролирует амплитуду и частотную составляющую сотрясений земли во время землетрясений и поэтому представляет большой интерес для инженеров-строителей.Геологи часто имеют в виду падение статического напряжения, изменение среднего напряжения, приложенного к разлому до и после землетрясения, которое контролирует механику деформации земной коры и должно быть связано со скольжением по разлому, что может быть использовано в статистике возникновения землетрясений. В идеализированных теоретических моделях землетрясений статические и динамические падения напряжения эквивалентны. В первую очередь, эта эквивалентность наблюдалась, предполагая, что землетрясения разрушаются примерно одинаковым образом в различных геологических условиях и в широком диапазоне магнитуд, что позволяет нам экстраполировать существующие модели и знания для прогнозирования движения грунта, скольжения и т. Д. частота повторения и другие параметры для плохо регистрируемых событий большой магнитуды, близких расстояний или новых областей интереса; однако более пристальный взгляд показывает расхождения между статическими и динамическими падениями напряжения и, следовательно, необходимость более глубокого понимания процесса землетрясения, помимо идеализированной физики.

Эта возможность для исследования пытается ответить на основные вопросы: какова связь между статическим и динамическим падением напряжения? Могут ли какие-либо наблюдаемые различия между ними указывать на процесс разрыва или просто относиться к неопределенности в измерениях? Как лучше всего учесть сложность динамического и статического падения напряжения в обновленных моделях опасностей как для моделирования движения грунта, так и для деформации земной коры? Многим попыткам сопоставить эти параметры препятствуют неопределенности в спектральной угловой частоте, соотношении амплитуды и площади и времени нарастания разрыва — параметров, по которым часто оцениваются падения напряжения.Работа может быть сосредоточена на сейсмических или геодезических наблюдениях, лабораторных экспериментах или моделировании движения грунта. Некоторые возможные направления исследований включают, но не ограничиваются:

Каким образом падение напряжения является предиктором движения грунта в дальней зоне? Как это относится к высокочастотному, стохастическому или долгопериодическому, детерминированному моделированию движения грунта? Как мы можем связать падение напряжения в моделях движения грунта в широком диапазоне частот, чтобы лучше описать наблюдения или лучше предсказать последующее движение грунта?
Существуют ли статистически устойчивые закономерности пространственной или временной изменчивости падения напряжения или зависимости от таких параметров источника, как глубина? Показывают ли афтершоки меньшее падение напряжения по сравнению с главными толчками, как предлагалось в нескольких исследованиях, и если да, то почему?
Какое понимание можно получить с помощью контролируемых лабораторных экспериментов, в которых, например, можно задать нормальное напряжение и измерить сигналы, относящиеся к источнику землетрясения? Это может быть связано с работой на 2-метровой длине x 0.Смоделированный сдвиг глубиной 4 м в Менло-Парке, оснащенный широкополосными датчиками, или лабораторные эксперименты меньшего масштаба, в которых выделяемая, излучаемая и рассеиваемая энергия измеряется непосредственно в ближнем поле.
Падение статического напряжения является неотъемлемой частью отношений величина-площадь, и некоторые исследования предполагают увеличение падения напряжения для более крупных событий, чтобы увеличить скольжение, чтобы оно физически соответствовало наблюдениям. Тем не менее, мы не наблюдаем увеличения падения динамических напряжений с величиной.Как это согласовать, и как падение напряжения на площади связано с динамическим падением напряжения?
В целом, как можно масштабировать наблюдаемые в лабораторных экспериментах и теоретические модели, полученные в результате этих экспериментов, для моделирования землетрясений на месте?
Какая связь между длительным смещением или скольжением и падением напряжения или высокочастотной излучаемой энергией? Для проверки этих взаимосвязей могут использоваться длительные наблюдения, такие как смещения GPS или измерения деформации.Как можно смоделировать вариации долгопериодного смещения или скольжения с помощью оценок падения напряжения и, таким образом, распространить на предсказанные вариации высокочастотного движения грунта или наоборот?
В основе взаимосвязи между статическим и динамическим падением напряжения лежит пропорциональность размера разрыва r обратной величине угловой частоты fc, то есть fc ~ Vs / r (где Vs — скорость поперечной волны). Это неявное преобразование статического значения (r) в динамическое (fc) и предполагает, что любой большой сложный разрыв может быть параметризован только одним усредненным падением напряжения.Это действительно наблюдается?
Как неоднородность скольжения или смещение / разрыв поверхности вдоль разлома коррелирует с падением напряжения или высокочастотным движением грунта во время протяженного разрыва или для более мелких событий (или афтершоков) вдоль разлома? Что наблюдаемые вариации в механизмах / ориентации очагов или других индикаторах поля напряжений в сильно локализованном масштабе могут сказать нам о неоднородности предварительного напряжения и излучаемой энергии по отношению к падению напряжения?

Заинтересованным кандидатам настоятельно рекомендуется связаться с консультантом (советниками) по исследованиям на ранних этапах процесса подачи заявки, чтобы обсудить идеи проекта.

Предлагаемое место службы: Моффетт Филд, Калифорния

Области докторской степени: Геофизика, геология, гражданское строительство или смежные области (могут быть рассмотрены кандидаты, имеющие докторскую степень в других дисциплинах, но обладающие обширными знаниями и навыками, относящимися к возможностям исследования).

Квалификация: Кандидаты должны соответствовать квалификациям: геофизик-исследователь, геолог-исследователь, инженер-исследователь

(Этот тип исследования проводится теми, кто имеет опыт работы в указанных выше профессиях.Тем не менее, другие названия могут быть применимы в зависимости от фона, образования и исследовательского предложения заявителя. Окончательная классификация должности будет произведена специалистом по персоналу.)

Контактное лицо отдела кадров: Одри Цудзита, 916-278-9395, [email protected]

(PDF) Изменения статического напряжения и инициирование землетрясений

952

G.C.P. Кинг, Р.С. Стейн и Дж. Лин

vin и D.П. Шварц (1993). Поздний плейстоцен-голоцен —

, участок разлома долины Хоумстед — 1992 Landers,

Ca поверхностный разрыв, Приложение EOS, 1993 Fall Meeting, 612.

Hill, DP, PA Reasenberg, A. Michael, WJ Arabaz , G. Beroza,

D. Brurnbaugh, JN Brune, R. Castro, S. Davis, D. dePolo,

WL Ellsworth, J. Gomberg, S. Harmsen, L. House, SM

Jackson, MJS Johnston , Л.Джонс, Р. Келлер, С. Мэлоун, Л.

Мунгиа, С. Нава, Дж. К. Пехманн, А. Сэнфорд, Р. В. Симп-

сын, Р. Б. Смит, М. Старк, М. Стикни, А. Видал, А. Walter,

,
V. Wong и J. Zollweg (1993). Сейсмичность, удаленная вызванная землетрясением
магнитудой 7,3 Ландерс, Калифорния, Science
260, 1617-1623 гг.
Хилл, Р. Л. и Д. Дж. Биби (1977). Поверхностный сброс, связанный с
5.Землетрясение на озере Голуэй силой 2 балла 31 мая 1975 г .:
Пустыня Мохаве, округ Сан-Бернардино, Калифорния, Геол. Soc.
Am. Бык. 88, 1378–1384.
Худнут, К. В., Л. Сибер и Дж. Пачеко (1989). Пересечение разломов
во время землетрясения в Суевейшн-Хиллз в ноябре 1987 года, се-
, южная Калифорния, Geophys. Res. Lett. 16, 199-202.
Hutton, L.K., C.E. Johnson, J.C. Pechmann, J.Э. Эбель, Т. В.
Гивен, Д. М. Коул и П. Т. Герман (1980). Эпицентральные катионы lo-
для последовательности землетрясений в Хомстед-Вэлли,
15 марта 1979 г., Calif. Geol. 33, 110-116.
Джейкоби, Г. К., К. Э. Сиех и П. Р. Шепард (1988). Неравномерное повторяемость сильных землетрясений
вдоль разлома Сан-Андреас — свидетельство
по деревьям, Science 241, 196-199.
Джегер, Дж. К. и Н. Г.У. Кук (1979). Основы Rock Me-
chanics, 3-е изд., Чепмен и Холл, Лондон.
Яумр, С. К. и Л. Р. Сайкс (1992). Изменение напряженного состояния
на южном разломе Сан-Андреас в результате серии землетрясений
в Калифорнии с апреля по июнь 1992 г., Science 258, 1325-
1328.
Jones, L. E. and S. E. Hough (1994). Анализ широкополосных записей
от землетрясения в Большом Медведе 28 июня 1992 года: свидетельство множественного
источника событий типа Bull.Сейсм. Soc. Являюсь. 84, нет. 3.
Джонс, Л. М. (1988). Механизмы очага и состояние напряжения на разломе
Сан-Андреас в южной Калифорнии, J. Geophys. Res. 93,
8869-8891.
Джонс, Л. М., К. Хаттон, Д. А. Гивен и К. Р. Аллен (1986).
июля 1986 г. Норт-Палм-Спрингс, Калифорния, землетрясение, Булл. Сейсм.
Soc. Являюсь. 76, 1830-1837.
Кинг, Н. Э., Д. К. Агнью и Ф. Вятт (1988).Сравнение событий штамма
: тематическое исследование землетрясений в Хомстед-Вэлли, Bull.
Сейсм. Soc. Являюсь. 78, 1693–1706.
Ларсен, С., Р. Райлингер, Х. Нойгебауэр и У. Стрэндж (1992).
Глобальная система позиционирования измерения деформаций, связанных с землетрясением 1987 года в Суевериш-Хиллс: свидетельство
сопряженных разломов, J. Geophys. Res. 97, 4885-4902.
Линд, А., Дж. Фьюис и К.Богомол (1978). Измерения сейсмической амплитуды
показывают, что форшоки имеют другие механизмы очага
, чем афтершоки, Science 201, 56-59.
Линд А.Г. (1988). Оценки долгосрочных вероятностей сильных землетрясений
вдоль выбранных сегментов разломов системы разломов San Andreas
в Калифорнии, в книге «Предсказание землетрясений: настоящее время
Status», SK Guha and AM Patwardhan (Editors) University
of Poona, Pune , Индия, 189–200.
Лисовски М., Дж. К. Сэвидж и В. Х. Прескотт (1991). Поле скоростей
вдоль разлома Сан-Андреас в центральной и южной части Калифорнии.
форния, J. Geophys. Res. 96, 8369-8389.
Массоннет Д., М. Росси, К. Кармона, Ф. Адранга, Г. Пельцер, К.
Фейгл и Т. Рабауте (1993). Поле смещения землетрясения Lan-
ders, нанесенное на карту с помощью радиолокационной интерферометрии, Nature 364,
138-142.
Мюррей, М. Х., Дж. К. Сэвидж, М. Лисовски и В. К. Гросс (1993).
Косейсмические смещения: 1992 г. Ландерс, Калифорния, землетрясение,
Geophys. Res. Lett. 20, 623-626.
Нур А., Х. Рон и Г. К. Бероза (1993). Природа линии землетрясений Лан-
дер-Мохаве, Science 261, 201-203.
Окада Ю. (1992). Внутренняя деформация из-за сдвигов и разрывов при растяжении
в полупространстве, Бюл.Сейсм. Soc. Являюсь. 82, 1018-1040.
Оппенгеймер, Д. Х., П. А. Ризенберг и Р. В. Симпсон (1988).
Решения плоскости разлома для последовательности землетрясений 1984 г. в Морган-Хилл, Калифорния,
: свидетельство напряженного состояния разлома Ca-
Laveras, J. Geophys. Res: 93, 9007-9026.
Пачеко Дж. И Дж. Нибелек (1988). Механизмы очагов трех землетрясений средней силы
в Калифорнии в июле 1986 г., Bull.Сейсм. Soc. Являюсь.
78, 1907-1929.
Reasenberg, P. A. и R. W. Simpson (1992). Реакция региональной сейсмичности
на изменение статического напряжения, вызванное землетрясением Loma Prieta
, Science 255, 1687-1690.
Роквелл, Т. К., Д. П. Шварц, К. Сие, К. Рубин, С. Линдвалл,
М. Герцберг, Д. Пэджетт и Т. Фумал (1993). Первоначальные сейсмические исследования Paleo-
после землетрясения Ландерс: последствия
для сегментации разломов и кластеризации землетрясений, EOS Supple-
ment, 1993 Fall Meeting, 67.
Рубин К. и К. Сие (1993). Большой интервал повторяемости для разлома Emer-
son: последствия для скоростей скольжения и вероятностной сейсмической опасности
расчетов, Приложение EOS, 1993 Fall Meeting, 612.
Sanders, C.O. (1993). Взаимодействие зон разломов
Сан-Хасинто и Сан-Андреас, южная Калифорния: инициированная миграция землетрясений
и связанные интервалы повторяемости, Science 260, 973-976.
Sauber, J., У. Тэтчер и С. С. Соломон (1986). Геодезические измерения
деформаций в центральной пустыне Мохаве, Калифорния
ния, J. Geophys. Res. 91, 12683-12693.
Сэвидж, Дж. К., М. Лисовски и М. Мюррей (1993). Деформация
с 1973 по 1991 год в эпицентральной зоне Ландерса 1992 года,
Калифорния, землетрясение (Ms = 7,5), J. Geophys. Res. 98, 19951-
19958.
Scholz, C.H.(1982). Законы масштабирования для сильных землетрясений: последствия
квенций для физических моделей, Бюлл. Сейсм. Soc. Являюсь. 72, 1-14.
Шамир Г. и М. Д. Зобак (1992). Профиль ориентации напряжений до глубины
3,5 км вблизи разлома Сан-Андреас на перевале Кахон, Калифорния
форния, J. Geophys. Res. 97, 5059-5080.
Sieh, K., L. Jones, E. Hauksson, K. Hudnut, D. Eberhart-Phillips,
T. Heaton, S. Hough, K.Hutton, H. Kanamori, A. Lilje, S.
Lindvall, SF McGill, J. Moil, C. Rubin, JA Spotila, J.
Stock, HK Thio, J. Treiman, B. Wernicke, and J. Захариасен
(1993). Исследования ближнего поля землетрясения Ландерс серии
, апрель-июль 1992 г., Science 260, 171-176.
Симпсон, Р. У. и П. А. Ризенберг (1994). Вызванные землетрясением
изменения статического напряжения на разломах центральной Калифорнии, в Лома
Приета, Калифорния, землетрясение 17 октября 1989 г. — процессы и модели techtonic
, Р.W. Simpson (редактор), U.S. Geol. Surv.
Профессор. Пап. 1550-F.
Стейн Р. С., Г. К. П. Кинг и Дж. Лин (1992). Изменение разрушения
Напряжение
в системе разломов южной части Сан-Андреас, вызванное землетрясением Ландерса с магнитудой
1992 г. = 7,4 балла, Science 258, 1328-
1332.
Stein, R. S. и M. Liso wski (1983). Последовательность землетрясений
в Хомстед-Вэлли, Калифорния: контроль афтершоков и постсейсмической деформации
, Дж.Geophys. Res. 88, 6477-6490.
Сайкс, Л. Р. и Л. Сибер (1985). Сильные землетрясения и сильные землетрясения
человек, разлом Сан-Андреас, южная Калифорния, Геология 13, 835-
838.
Тэтчер У. (1990). Современные движения земной коры и механика циклической деформации me-
, The San Andreas Fault System,
California, R. E. Wallace (редактор), U.S. Geol. Surv. Pro {ess.
Пап. 1515, 189-206.
Уолд, Д. Дж. И Т. Х. Хитон (1994). Пространственное и временное распределение
сдвига землетрясения в Ландерсе, Калифорния, 1992 г., Bull.
Сейсм. Soc. Являюсь. 84, нет. 3.
Велдон, Р. Дж., II и К. Э. Си (1985). Скорость скольжения в голоцене и ориентировочный интервал повторяемости
для сильных землетрясений на Сан-Ан-
Что такое линейный статический анализ?
ЛИНЕЙНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Допущение линейной упругости
ОТНОШЕНИЕ МЕЖДУ НАГРУЗКАМИ И ДЕФОРМАЦИЕЙ ДОЛЖНО БЫТЬ ЛИНЕЙНЫМ
Жесткость и соответствующее значение жесткости материалов должны оставаться постоянными.
Связь между нагрузками и деформацией пропорциональна значению жесткости материала.
Все материалы, используемые в модели, должны соответствовать закону упругости Гука.
Пропорциональное соотношение между нагрузками и деформацией преобразуется в равную пропорцию между деформацией и скоростью деформации, а также между скоростью деформации и напряжением. Это позволяет использовать метод суперпозиции для прогнозирования производительности в различных условиях.
Большинство эластичных материалов демонстрируют линейное поведение, но есть исключения. Например, резина — это эластичный материал с нелинейным поведением.
Можно сказать, что металлические материалы в большинстве случаев ведут себя линейно в своей упругой зоне. Однако, начиная с предела текучести, большинство металлов демонстрируют нелинейное поведение.
Предполагаемая статическая нагрузка
ВСЕ ДЕЙСТВУЮЩИЕ НАГРУЗКИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НЕЗАВИСИМЫМИ ОТ ВРЕМЕНИ
Предполагается, что нагрузки статические или прикладываются постепенно с низкой скоростью.
Предполагается, что нагрузки остаются постоянными.
Предполагается, что нагрузки не изменяют направление во время анализа.
Инерционные и демпфирующие силы от удара или динамической нагрузки не учитываются.
Периодические нагрузки с частотой, существенно меньшей, чем собственная частота модели, также могут быть изучены как статические нагрузки.
Допущение незначительной деформации
ИНДУЦИРОВАННЫЕ СМЕЩЕНИЯ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НЕБОЛЬШИМИ
Анализ должен давать достаточно небольшие смещения, чтобы не учитывать изменения жесткости материала из-за нагрузки.
Небольшое смещение можно определить как смещение не более 0,2% от общей длины.
Это предположение подтверждает предположение о линейности. Если жесткость материала изменяется по мере увеличения нагрузки, что может произойти в случае возникновения больших деформаций, взаимосвязь между нагрузками и деформацией становится нелинейной.
Что нужно знать
·
Усилие
Любое взаимодействие, которое изменяет движение, направление или структуру объекта, считается силой.
Сила может заставить объект с массой ускоряться, деформироваться или ускоряться и деформироваться одновременно.
Сила — это векторная величина с величиной и направлением, которая может быть измерена в единицах СИ — ньютонах. Обычно обозначается символом F .
Величину силы можно рассчитать как произведение массы объекта и ускорения.
Когда сила не применяется в осевом направлении, она может вызвать скручивание или изгиб.Эти скручивающие и изгибающие силы называются моментами. В определенной точке момент, вызванный силой, равен произведению величины силы и расстояния между исследуемой точкой и точкой приложения силы.
·
Нагрузка
В механике деформируемого твердого тела внешние силы, действующие на конструкцию и вызывающие деформацию или повреждение, определяются как нагрузки.
Чтобы гарантировать безопасность спроектированного продукта, нагрузки, которые, как ожидается, будут действовать на продукт, должны быть определены для анализа.
Нагрузки можно разделить на статические и динамические в зависимости от того, изменяются они с течением времени или нет. Собственный вес конструкции является примером статической нагрузки. Ударные нагрузки, вызванные внезапным ускорением или замедлением оборудования или двигателем, вращающимся на определенной скорости вращения, классифицируются как динамические нагрузки.
Основными нагрузками, используемыми в анализе, являются собственный вес конструкции, постоянные и временные нагрузки, нагрузки давления, температурные нагрузки, ветровые, сейсмические нагрузки, а также вибрационные и ударные нагрузки.
·
Сила реакции
Третий из законов движения Ньютона гласит, что все силы возникают парами, так что если один объект оказывает силу на другой объект, второй объект будет оказывать равную и противоположную силу реакции на первый.
Обычно силы реакции возникают в точке ограничения и в том направлении, в котором движение конструкции ограничено.
Сумма внешних сил или нагрузок и сумма сил реакции имеют одинаковое значение, но действуют в противоположном направлении.
Силы реакции используются как важные данные при проектировании опор.
·
Внутренняя сила
Поскольку нагрузки и силы реакции имеют одинаковое значение и действуют в противоположных направлениях, вся конструкция не движется. Следовательно, если разрез делается в любой точке конструкции, полученные детали также не должны иметь движения. Силы, действующие в поперечном сечении разреза, определяются как внутренние силы.
В соответствии с третьим законом движения Ньютона, сумма нагрузок и сил реакции на каждую вырезанную деталь и сумма внутренних сил на этой части имеют одинаковое значение.
Обычно внутренние силы, деленные на поперечное сечение, определяются как напряжение.
·
Напряжение
Напряжение относится к внутренней силе на единицу площади. Математически это выражается следующим уравнением, где F — сила, а A — площадь:
Поскольку внутренняя сила — это вектор, имеющий величину и направление, напряжение также определяется как векторная физическая величина.
Напряжение, действующее на грань, размещенную в любом направлении, можно разделить на составляющие, действующие параллельно и перпендикулярно грани.
Нормальное напряжение — это напряжение, действующее в направлении, перпендикулярном поверхности.
Напряжение сдвига — это напряжение, действующее в направлении, параллельном грани.
·
Рабочий объем
Изменения пространственного положения конструкции в совокупности определяются как смещение.
Смещение не обязательно сопровождается деформацией; характерным примером может быть движение твердого тела.
Движение твердого тела — это тип поведения, при котором положение объекта в пространстве изменяется только посредством перемещения и вращения, без изменения относительного расстояния между двумя точками объекта.
·
Деформация
Деформация относится к изменению внешней формы конструкции.
Когда происходит деформация, все точки в объекте или все точки, кроме некоторых точек, смещаются, а относительное расстояние между двумя точками изменяется.
·
Штамм
Деформация подразделяется на нормальную деформацию и деформацию сдвига, и это безразмерная величина.
Нормальная деформация выражает степень, с которой объект растягивается или сжимается в определенном направлении.Математически это определяется как увеличение длины в осевом направлении объекта ( a + b ), деленное на исходную длину такого объекта ( l ). Его можно выразить в виде этого уравнения:

Деформация сдвига выражает степень раздавливания объекта. Он определяется как изменение угла, измеряемого в радианах, между двумя краями, образующими прямой угол:
·
Взаимосвязь между напряжением и скоростью деформации
Взаимосвязь между напряжением и скоростью деформации является наиболее важной характеристикой при определении динамического поведения материала.Его можно определить путем испытания материала на растяжение.

Если построить график зависимости напряжения от деформации, график будет выглядеть следующим образом:
Зона, в которой материал возвращается к своей исходной форме после снятия действующей нагрузки, определяется как упругая зона материала. В этой зоне напряжение и деформация имеют линейно-пропорциональную зависимость. Величина наклона в такой линейной зависимости называется модулем упругости (E), а зависимость между напряжением и деформацией может быть выражена как:
Зона, в которой материал не может вернуться к своей первоначальной форме даже после снятия действующей нагрузки, определяется как пластическая зона.Здесь говорится, что произошла остаточная деформация и что материал подался.
Граница между упругой и пластической зонами называется пределом текучести. Напряжение в этой точке определяется как предел текучести.
Значение напряжения в точке начала разрушения называется предельным напряжением.
·
Взаимосвязь силы и деформации
Конечная цель механики твердого тела — выяснить, насколько сильно деформируется спроектированное изделие в зависимости от его формы и характеристик материала.
Следовательно, если деформация (δ), вызванная нагрузкой (P), может быть рассчитана с использованием площади (A), исходной длины (L) и модуля упругости (E), то такое значение деформации можно затем использовать для расчета деформация (ε). Затем по деформации вычисляется напряжение (σ).
Что необходимо знать вашему программному обеспечению
·
Свойства материала
Модуль упругости или упругости
Коэффициент Пуассона
Плотность (с учетом гравитационной или центробежной нагрузки)
Коэффициент теплового расширения (с учетом тепловой нагрузки)
Модуль сдвига (обычно рассчитывается из модуля Юнга и коэффициента Пуассона)
·
Крепления
Предотвратить движение твердого тела
·
Нагрузки
Сосредоточенные силы
Давление
Вытеснения
Силы тела (гравитационные и / или центробежные)
Термический (температура или температурный профиль)
Узнайте о других видах анализа в нашей полной шпаргалке по анализу методом конечных элементов!
Спикер: Габриэль Роуд
Категория: Механическая
Программное обеспечение: midas NFX
Дата: 2018-08-27
Границы | Статическое и динамическое поведение при сжатии и деформации резинового раствора
из переработанной шинной крошки
Введение
Быстрое развитие транспорта в Китае побуждает ежегодно производить большое количество утильных шин.По данным Китайской ассоциации резиновой промышленности, в 2018 году в Китае было произведено 379,8 млн утильных шин для транспортных средств общей массой 14 590 тыс. Тонн. Однако только 40% этих утильных шин были переработаны или должным образом обработаны, в результате чего остальная большая часть была выброшена на свалки без надлежащего управления, что приводит к другим проблемам, таким как захоронение, проблемы со здоровьем и окружающей средой (Strukar et al., 2019), поскольку Шины для утильных автомобилей трудно разрушить в естественных условиях. Таким образом, утилизация отработанных шин является серьезной проблемой для стран по всему миру (Roychand et al., 2020).
С другой стороны, гражданское строительство испытывает растущий дефицит природных строительных материалов (Li et al., 2018). Таким образом, использование отработанной резины в растворе или бетоне будет очень полезным методом для замены традиционного природного заполнителя или цемента (Karakurt, 2015). Следовательно, были предприняты многочисленные исследования свойств прорезиненных материалов на основе цемента (Li et al., 2019; Strukar et al., 2019; Roychand et al., 2020; Сюй и др., 2020). Эти исследования показали, что прорезиненные материалы на основе цемента с добавлением частиц каучука обладают преимуществами низкой плотности, хорошего звукопоглощения, высокой кислотостойкости, хорошей устойчивости к замораживанию-таянию, хорошей проницаемости для хлоридов, повышенной демпфирующей способности и большой ударная вязкость и ударная вязкость при изгибе (Li et al., 2019).
Ученые всего мира провели обширные экспериментальные исследования механических свойств строительного раствора для резиновой крошки (CRM).Например, Uygunolu и Topçu (2010) исследовали влияние обрезков резины с пятью различными коэффициентами замещения на текучесть, кажущуюся пористость, водопоглощение по массе, прочность на сжатие и изгиб, а также динамический модуль упругости строительного раствора. Они обнаружили, что частичная замена песка в резиновых отходах приводит к ухудшению свежести и твердости / вязкости строительного раствора. Аналогичные результаты были получены и многими другими исследователями (Al-Akhras and Smadi, 2004; Corinaldesi et al., 2011; Lv et al., 2019). В исследовании Angelin et al. (2019), сосредоточив внимание на механических свойствах геометрии частиц резиновой крошки, показали, что прорезиненные растворы, изготовленные из частиц волокна, обладают более высокой механической прочностью. Чтобы уменьшить негативное влияние резинового лома на прочность раствора, исследователи работали над ним и изобрели множество методов. Chou et al., Частично окисляя резиновую крошку и используя ее в качестве добавок в строительный раствор, обнаружили, что прочность на сжатие окисленных прорезиненных строительных смесей (с 6 мас.%) Выше, чем у строительных смесей без резиновой крошки.Onuaguluchi (2015), применив предварительно покрытый известняковым порошком резиновую крошку и микрокремнезем для улучшения характеристик прорезиненного цементного раствора, наконец, указал на соответствующее улучшение механических свойств раствора.
Angelin et al. (2019) исследовали механическое поведение CRM, проведя трехосные тесты, в конечном итоге установив модель CRM, определяющую повреждение.
Кроме того, из-за демпфирующей способности, ударной вязкости при изгибе и высокой ударной вязкости CRM в качестве конструкционного материала был использован на автомагистралях, высокоскоростных железных дорогах и покрытиях аэропортов (Song et al., 2018), где конструкционный материал всегда испытывает динамические ударные нагрузки. Существующие исследования показали, что один и тот же материал реагирует на динамические ударные нагрузки совершенно иначе, чем в статических условиях. Хотя исследования по изучению динамических свойств строительного раствора из резиновой крошки с использованием устройства Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB) или ударного молотка (Atahan and Yücel, 2012; Liu et al., 2012; Feng et al., 2018; Gerges et al. , 2018; Yang et al., 2019), упоминания о динамических свойствах CRM по-прежнему встречаются редко.
Важно систематически изучать поведение CRM при статических и динамических испытаниях на сжатие. В этой статье были приготовлены образцы CRM, содержащие четыре различных содержания резиновой крошки (5, 10, 15, 20%) и четыре различных размера частиц резины (0,595, 0,297, 0,250, 0,177 мм). Затем была изучена работоспособность свежей CRM. Испытательная система с гидравлическим сервоприводом и устройство SHPB использовались для проведения статических и динамических испытаний на сжатие, соответственно. Получены прочность на сжатие, модуль упругости, критическая деформация, вязкость при сжатии при статических испытаниях CRM на сжатие.Также систематически изучались динамическое напряжение, коэффициент динамического увеличения (DIF), критическая деформация и вязкость при сжатии при динамическом воздействии.
Экспериментальная программа
Сырье и смесь Пропорции
Используются китайский стандартный портландцемент сорта 42,5 P. I с прочностью на сжатие 47,6 МПа в течение 28 дней и зола-унос типа I с плотностью 2670 кг / м. и летучая зола, показанная в Таблице 1.В качестве мелкого заполнителя использовался обыкновенный речной песок с модулем крупности 2,6. Для обеспечения текучести CRM использовали суперпластификатор поликарбоновой кислоты, производимый Jiangsu Bote new Materials Co., Ltd. Силановый связующий агент использовали для усиления связи между резиновой крошкой и цементной матрицей. Резиновая крошка с четырьмя различными размерами частиц, включая 0,595 мм (30 меш), 0,297 мм (50 меш), 0,250 мм (60 меш) и 0,177 мм (80 меш). Кажущаяся плотность этих четырех резиновых крошек разного размера составляет 1040 кг / м ³.Все сырье показано на Рисунке 1.
ТАБЛИЦА 1 . Химический состав цементного клинкера.
РИСУНОК 1 . Сырье.
Обычный цементный раствор
C50 был разработан в качестве эталонного раствора (RM), и пропорция смеси RM показана в таблице 2. Изучено влияние содержания резиновой крошки и размера частиц на статические и динамические характеристики сжатия CRM. Резиновая крошка размером 0.177 мм (80 меш) заменили 5, 10, 15 и 20% объема песка. Эти четыре CRM были сокращены до R80–05, R80–10, R80–15 и R80–20 соответственно. Использовали четыре различных размера частиц резиновой крошки, включая 0,595 мм (30 меш), 0,297 мм (50 меш), 0,250 мм (60 меш) и 0,177 мм (80 меш), причем резиновая крошка заменяла 10% объема песка. Эти четыре CRM были сокращены до R30–10, R50–10, R60–10, R80–10 соответственно. В то же время силановый связующий агент KH570, производимый Nanjing Quanxi Chemical Co., Ltd., была использована для повышения прочности связи между частицами каучука и цементной матрицей при содержании 0,006% от массы каучука. Соотношение CRM в смеси показано в таблице 2.
ТАБЛИЦА 2 . Пропорция смеси CRM (кг / м ³).
Подготовка образца
Процесс подготовки CRM описывается следующим образом. Сначала в смеситель засыпали песок, цемент, резиновую крошку и летучую золу, а затем перемешивали в течение примерно 2 минут.Во-вторых, смесь воды, силанового связующего агента и водоредуктора добавляли для перемешивания в течение 2 минут. В-третьих, смешанный CRM был отлит в стальную форму и помещен на вибростол для уплотнения. В-четвертых, образцы закрывали пластиковым листом, чтобы избежать испарения воды. Наконец, через 24 часа образцы были извлечены из формы и помещены в стандартную камеру для отверждения с температурой 20 ° C и влажностью 98% на 28 дней.
Испытание на текучесть
Испытание на текучесть проводилось в соответствии с национальными стандартами P.R.C GB / T 2419–2005 (Национальный комитет по управлению стандартизацией Китая, 2005 г.). Сначала модель в форме усеченного конуса была помещена на трамплин, а затем залита свежим раствором. Во-вторых, пресс-форма была удалена, и машина затем начала работать в течение 25 секунд с частотой вибрации стола один раз в секунду. Наконец, после вибрации был измерен диаметр расширения раствора. Текучесть — это среднее значение текучести раствора, измеренное в двух перпендикулярных направлениях после толчков в испытании на столе текучести.
Статические механические испытания
Для проведения испытания на одноосное сжатие на цилиндрических образцах с размерами Ø100 мм × 200 мм использовалась гидравлическая сервосистема. В ходе испытания два LVDT были закреплены в середине образцов строительного раствора для измерения деформации. Осевые нагрузки, приложенные к цилиндрическим образцам, контролировались перемещением 0,05 мм / мин. Данные испытаний были собраны прибором сбора данных TDS. Испытательная установка и три образца, использованные при проведении испытания на сжатие, показаны на рисунке 2.Среднее значение служило конечной прочностью на сжатие CRM.
РИСУНОК 2 . Испытательная установка и образец.
Динамические механические испытания
Устройство SHPB использовалось для проведения динамических испытаний CRM, как показано на рисунке 3. Устройство SHPB в основном состоит из пули, падающей планки и передаточной планки. Пули имеют длину 500 мм. Падающие штанги и передаточные штанги сравнительно намного длиннее — 5,5 и 3,5 м соответственно, но оба имеют диаметр 75 мм.Тензодатчики, наклеенные на падающий стержень и передаточный стержень, использовались для сбора деформации.
РИСУНОК 3 . Принципиальная схема стержня давления Сплит-Хопкинсона.
Во время испытания образец был зажат между падающей балкой и трансмиссионной балкой. Управляемая газом под высоким давлением, пуля перемещается по падающей планке с определенной скоростью, создавая в падающей планке импульс напряжения εi (t), называемый падающей волной. Затем падающая волна распространялась на образец вдоль падающего стержня и регистрировалась тензодатчиком, наклеенным на падающий стержень.Когда падающая волна распространялась к положению образца, в падающем стержне генерировался импульс обратного напряжения, который называется отраженной волной. Другая часть импульса, распространяющаяся вперед через образец в передающую планку, известна как прошедшая волна. Напряжение, деформация и скорость деформации образца могут быть рассчитаны по следующему уравнению соответственно.
σ = A02AsE0 [εi (t) + εr (t) + εt (t)] (1) ε˙ = C0Ls [εi (t) −εr (t) −εt (t)] (3)
Где εi (t), εr (t) и εt (t) — падающая волна, отраженная волна и прошедшая волна в стержне соответственно.A0 — площадь поперечного сечения стержня. E0 и C0 — модуль Юнга и скорость упругой волны стержня соответственно. As и Ls — исходная площадь поперечного сечения и длина образца соответственно. Равичандран и Субхаш (1994) указали, что когда количество раз, когда импульс отражается назад и вперед внутри образца, превышает 3, напряженное состояние в образце становится однородным. Поэтому в испытании SHPB используется метод уменьшения толщины образца для улучшения однородности напряжений.Обычно, когда толщина образца близка к 1/2 диаметра, он может удовлетворять требованию равномерного напряжения. В данном исследовании образец динамического испытания представлял собой цилиндрический образец диаметром 75 мм и толщиной 35 мм. Когда напряжение в образце достигает однородности, уравнение принимает следующий вид:
потом Уравнения. 1–3 можно упростить как: ε = −2C0Ls∫0tεr (t) dt (6)
Образцом для динамического испытания служил цилиндрический образец диаметром 75 мм и толщиной 35 мм.Поскольку гладкость обоих концов образца оказывает значительное влияние на результат испытания, образец перед испытанием полировали с помощью высокоточного шлифовального станка, чтобы гарантировать, что образец имел шероховатость менее 20 мкм на обоих концах.
Результаты и обсуждение
Текучесть раствора
(а) Влияние содержания резиновой крошки на текучесть
(б) Влияние размера частиц резины на текучесть
Испытание в таблице текучести и результаты свежих строительных смесей показаны на рисунках 4 и 5 соответственно.Как видно из рисунков 4 и 5А, текучесть раствора, очевидно, уменьшается при добавлении резиновой крошки. Чем выше содержание резиновой крошки, тем меньше текучесть раствора. Это согласуется с данными текучести R80–5, R80–10, R80–15 и R80–20, которые составляют 217,5, 209,2, 205,6 и 198,5 мм соответственно. По сравнению с 224,3 мм эталонного раствора RM текучесть ниже на 3,0, 6,7, 8,3 и 11,5% соответственно. Линейная зависимость между содержанием каучука и текучестью очевидна, что хорошо согласуется с результатами, полученными другими исследователями (Uygunolu and Topçu, 2010; Corinaldesi et al., 2011). Пониженная текучесть резинового порошкового раствора связана с грубыми частицами каучука, что приводит к увеличению сил трения между частицами каучука и другими компонентами смеси.
РИСУНОК 4 . Тест на текучесть.
РИСУНОК 5 . Результаты текучести раствора.
Влияние размера частиц резины на текучесть показано на рисунке 5B. Как показано на рисунке, текучесть R30–10, R50–10, R60–10 и R80–10 составляет 215.7, 213,0, 211,2 и 209,2 мм соответственно. CRM с мелкими частицами резины демонстрирует худшую текучесть для более крупных частиц резины. Это объясняется тем фактом, что меньшая частица каучука имеет наоборот большую площадь поверхности, что увеличивает количество воды, необходимой для инкапсуляции частиц каучука. Результаты также указывают на то, что, хотя размер частиц резины действительно влияет на текучесть, эффект не является заметным. Разница в текучести между четырьмя различными размерами частиц резинового раствора не очевидна.
Статическое сжатие
Кривые напряжение-деформация
Статические кривые напряжение-деформация при сжатии образцов строительных растворов с различным содержанием каучука и разным размером частиц каучука показаны на рисунках 6A, B, соответственно. Из рисунка видно, что кривые растяжения всех образцов состоят из восходящей и нисходящей частей. Все кривые линейно поднимаются вверх в начальной части, затем продолжают свой более медленный рост до точки пика.Он показывает, что напряжение и деформация вначале линейны, но нелинейны, когда напряжение превышает определенное значение. В этот момент внутри образца образовалась трещина. Наконец, когда напряжение достигает пикового значения, кривая быстро спадает.
РИСУНОК 6 . Статические кривые растяжения образцов раствора.
Как показано на Рисунке 6A, на кривую зависимости деформации раствора от нагрузки существенно влияет количество резиновой крошки. Чем выше содержание резиновой крошки, тем более плавными будут восходящие и нисходящие участки кривой.Однако рисунок 6В показывает, что размер резиновой крошки не оказывает значительного влияния на кривую напряжения-деформации образцов строительного раствора. Четыре кривые близки друг к другу, за исключением разницы в пиковом напряжении.
Прочность на сжатие
Прочность на сжатие была получена из кривой зависимости максимального напряжения от напряжения и затем сведена в Таблицу 3. Согласно ей, как содержание резиновой крошки, так и размер частиц резиновой крошки оказывают значительное влияние на статическую прочность на сжатие строительного раствора. .С увеличением содержания каучука прочность раствора значительно снизилась. В частности, после добавления 5, 10, 15 и 20% резиновой крошки относительные значения прочности на сжатие образцов строительного раствора составили 85, 69, 54 и 45% соответственно. Это явление согласуется с воздействием частиц резины на резиновый раствор.
ТАБЛИЦА 3 . Результаты статических нагрузочно-деформационных испытаний для всех групп.
Уменьшение прочности РМ с увеличением содержания каучука объясняется следующими причинами.Во-первых, поскольку частица резиновой крошки представляет собой эластопластический материал с низкой прочностью, резиновая крошка может легко поглощать воду на поверхности во время процесса смешивания, при этом вокруг частицы каучука может образовываться толстая водная пленка, что, в результате, приводит к слабому переходу границы раздела фаз. зона (ITZ) между резиной и раствором. Более того, когда используется резиновая крошка, вязкоупругие частицы уменьшают связь между резиновой крошкой и цементной матрицей. Неидеальная связь между цементным тестом и резиной также может способствовать проскальзыванию между двумя материалами, и, таким образом, в микроструктуре может возникать дифференциальная деформация, которая будет способствовать увеличению растягивающего напряжения (Dehdezi et al., 2015). Следовательно, при испытании прочности на сжатие трещины имеют тенденцию развиваться и распространяться из областей, где связь ITZ является слабой, что в конечном итоге приводит к значительному ухудшению механических свойств. Снижение прочности объясняется переходной зоной границы раздела между цементным тестом и резиной, но добавление силанового связующего агента улучшит поверхность раздела между цементом и резиной. С одной стороны, силановый связующий агент дегидратируется и конденсируется на поверхности цемента с образованием химической связи.С другой стороны, алкановая группа силанового связующего агента имеет лучшее сродство с резиновой крошкой.
Существует экспоненциальная зависимость между прочностью на сжатие и содержанием резиновой крошки, как результаты показаны на Рисунке 7. Это доказывает, что уравнение подгонки хорошо соответствует результатам испытаний. Отношения показаны в формуле. 4.
fRM ′ = fM ′ {1,0 VRU = 0 e − 4,89VRU + 0,0669 5≤VRU≤20%, R2 = 0,9932 (8)
, где fM ‘и fRM’ — прочность на сжатие контрольного раствора и CRM, а VRU — содержание резиновой крошки.
РИСУНОК 7 . Влияние содержания каучука на модуль упругости.
РИСУНОК 8 . Влияние содержания каучука на критическую деформацию.
Как показано в Таблице 3, с увеличением размера сетки из резиновой крошки прочность на сжатие возрастает, указывая на то, что чем меньше размер резиновых частиц, тем выше прочность на сжатие. Так, когда размер частиц резиновой крошки составлял 0,177 мм (80 меш), 0.250 мм (60 меш), 0,297 мм (50 меш) и 0,595 мм (30 меш), и соответствующая относительная прочность составляла 69, 66, 64 и 59% соответственно. Это связано с тем, что чем меньше размер частиц резиновой крошки, тем более равномерно ее можно диспергировать в строительном растворе. По сравнению с CRM с большим размером частиц, внутреннее напряженное состояние CRM с меньшим размером частиц является более однородным, когда образец находился под нагрузкой. Это связано с тем, что затвердевший строительный раствор и резиновая крошка — два материала с очень разными физическими свойствами.По сравнению с резиновой крошкой затвердевший раствор имеет гораздо более высокую прочность и модуль упругости. Следовательно, резиновая крошка — это дефект раствора. Более крупный размер частиц резиновой крошки увеличивает степень внутренней неоднородности, поскольку ITZ между каучуком и матрицей является самым слабым звеном из-за проблем совместимости между полимером в каучуке и матрицей.
Модуль упругости
Модуль упругости CRM был рассчитан в соответствии с ASTM C469 (ASTM, 2014) следующим образом.
E = σ2 − σ1ε2−0,000050 (9)
где E — модуль упругости; σ2 — напряжение, соответствующее 40% предельной нагрузки; σ2 — напряжение, соответствующее продольной деформации 50 × 10 ^–6; ε2 — продольная деформация, вызванная напряжением σ2.
Результаты определения модуля упругости образцов приведены в таблице 3, из которой видно, что, как и в случае с правилом прочности на сжатие, как содержание, так и размер частиц резиновой крошки оказывают очевидное влияние на модуль упругости.В частности, значение модуля упругости значительно снижается, когда добавляется все больше и больше резиновой крошки. Данные показывают, что при использовании 5, 10, 15 и 20% резиновой крошки относительные значения модуля упругости образцов строительного раствора составляли 85, 64, 56 и 60% соответственно. Это связано с тем, что частица каучука, являясь своего рода вязкоупругим материалом с низкой прочностью, при увеличении своего количества значительно снижает сопротивление внутренней деформации строительного раствора.
Таблица 3 также указывает на экспоненциальную зависимость между модулем упругости и содержанием резиновой крошки.Результаты показаны на Рисунке 7, который ясно иллюстрирует уравнение подгонки, хорошо соответствующее результатам испытаний. Отношения показаны в формуле. (10).
ERM ′ = EM ′ {1,0 VRU = 0 0,873e − 15,6VRU + 0,466 5≤VRU≤20%, R2 = 0,9937 (10)
Где EM ‘и ERM’ — модуль упругости эталонного строительного раствора и CRM, соответственно, а VRU — содержание резиновой крошки.
Влияние размера частиц резиновой крошки на модуль упругости строительного раствора показано в таблице 3.Его данные показывают, что меньший размер частиц резиновой крошки соответствует более высокому модулю упругости образца строительного раствора. Относительный модуль упругости R80–10, R60–10, R50–10 и R30–10 составляет 64, 60, 58 и 56% соответственно. По сравнению с влиянием содержания резиновой крошки влияние размера частиц резиновой крошки на модуль упругости не очень существенно. R30–10 с наибольшим размером частиц всего на 12% меньше, чем R80–10 с наименьшим размером частиц. Это можно объяснить следующим образом.Резиновая крошка с мелким размером частиц обычно равномерно распределяется в строительном растворе. Следовательно, деформация каждой резиновой крошки, которая ограничивается обернутым снаружи раствором, невелика. Что касается резиновой крошки с большим размером частиц, однако, чем больше диаметр каждой частицы каучука, тем больше может быть накопленная деформация. Кроме того, частица каучука в меньшей степени удерживается наружным строительным раствором. Следовательно, резиновая крошка с большим размером частиц имеет плохую стойкость к деформации и имеет высокий потенциал для создания большой деформации.
Критическая деформация
Результаты критической деформации показаны в таблице 3, из которой видно, что увеличение содержания резиновой крошки приведет к уменьшению критической деформации. Этот результат согласуется с исследованиями резиновой крошки бетона, проведенными Li et al. (2018), но вопреки исследованиям, проведенным Son et al. (2011). Это противоречие можно объяснить следующим образом. Критическая деформация — это переход от упругой стадии к неупругой стадии, величина которой определяется прочностью и деформационной способностью.Образец с высокой прочностью имеет длинную упругую стадию, что приводит к увеличению критического значения деформации. Кроме того, несмотря на увеличение содержания резиновой крошки, деформационная способность образца CRM также возрастает, что, однако, приведет к снижению прочности на сжатие в то же время более значительным образом. Следовательно, при высоком содержании резиновой крошки критическое значение деформации невелико.
Степенная функция возникает между критической деформацией и прочностью на сжатие.Как и на Рисунке 8, после анализа нелинейной регрессии данных экспериментальных результатов показана аппроксимирующая линия, что доказывает, что уравнение аппроксимации хорошо соответствует результатам испытаний. Функция показана в формуле. 11.
ε0 = 1,37 × fRM0,21 × 10−3, R = 0,9418 (11)
, где ε0 и fRM — критическая прочность на деформацию и сжатие CRM, соответственно.
Согласно таблице 3 размер частиц резиновой крошки не оказывает очевидного влияния на критическую деформацию. Не было обнаружено существенной разницы в критической деформации четырех различных образцов CRM из-за небольшой разницы между размерами четырех частиц.Кроме того, значения прочности четырех образцов также очень близки.
Прочность на сжатие
Прочность на сжатие относится к способности материалов к упругой деформации и поглощению энергии без разрушения. Метод, предложенный Khaloo et al. (2008) был использован в этом исследовании для расчета прочности на сжатие (Рисунок 9), полученной путем деления площади под кривой зависимости напряжения от деформации до 80% от пикового напряжения в области послепиковой кривой (область A + B) на область до максимального напряжения (область A).Вязкость при сжатии образцов CRM указана в таблице 3.
РИСУНОК 9 . Оценка индекса ударной вязкости.
Результаты прочности при сжатии показаны в таблице 3. Из таблицы видно, что увеличение содержания резиновой крошки может улучшить ударную вязкость материала при сжатии. По сравнению со строительным раствором RM без резиновой крошки прочность на сжатие раствора RM с 5, 10, 15 и 20% резиновой крошки увеличилась на 5, 7, 8 и 10% соответственно.Кроме того, размер частиц резиновой крошки также влияет на ударную вязкость. По сравнению с RM, ударная вязкость при сжатии r80–10, r60–10, r50–10 и r30–10 увеличилась на 7, 8, 9 и 22% соответственно. Он показывает, что чем больше размер частиц резиновой крошки, тем выше прочность на сжатие. Подобно объяснению прочности на сжатие, это происходит потому, что, поскольку резина является вязкоупругим материалом, добавление резиновой крошки может улучшить деформационную способность и прочность на сжатие строительного раствора.Когда размер частиц каучука становится большим, накопленная деформация частиц каучука становится больше, в то время как ограничение строительного раствора уменьшается, что, как следствие, приводит к более высокой прочности на сжатие.
Режимы отказа
Тип разрушения образцов CRM показан на рисунке 10. Как и на рисунке, образец демонстрирует разрушение конуса и разрушение разлома, но не было обнаружено очевидного правила относительно количества резиновой крошки и размера частиц резиновой крошки до морфология разрушения.Большинство образцов имеют режим разрушения сколом, в то время как образцы R80–5 и R50–10 показывают коническое разрушение.
РИСУНОК 10 . Сравнение модели напряженно-деформированного состояния и экспериментальных результатов.
Модели напряжения-деформации
Кривая напряжения-деформации CRM может отражать механические свойства во время сжатия, что необходимо для анализа конструкции и определения несущей способности. В этой статье аналитическое выражение закона напряжения-деформации, предложенное Zhenhai (2004), было введено в качестве основного уравнения модели для прогнозирования кривых напряжения-деформации, как показано в формулах 12 и 13.
σfRM ′ = A (εε0) — (εε0) 21+ (A − 2) (εε0) (ε≤ε0) (12) σfRM ′ = 1B × (εε0) c + 1 − B (ε> ε0) (13)
, где σ и ε — фактическое напряжение и фактическое значение деформации, соответственно; fRM ′ и ε ₀ — пиковое напряжение (прочность на сжатие) и пиковая деформация соответственно; — параметр, который управляет восходящей ветвью кривой; B и C — это параметры, управляющие нисходящей ветвью кривой.
Уравнения. 12 и 13 используются нормализованным образом для создания полной кривой напряжения-деформации для различных значений A, B и C, которые сведены в Таблицу 4. Параметры A, B и C были определены путем подбора данных по окрашиванию от напряжения. с программным обеспечением Origin. Уравнения. 12 и 13 использовались как пользовательские функции. Хорошая посадка R ² можно получить после примерки. Коэффициент корреляции получен между теоретической кривой и экспериментальной, определяемой согласно R . ² значение.По мере уменьшения значения A кривая уменьшает свой наклон. Другими словами, модуль упругости раствора уменьшается. Следовательно, значение A связано с модулем упругости строительного раствора. Между тем, значения B и C влияют на нисходящую часть кривой напряжения-деформации. Чтобы было понятно, сравнение предложенных модельных уравнений с экспериментальными результатами показано на рисунке 10, который указывает на очень хорошую корреляцию между экспериментальными данными с аналитическими кривыми.
ТАБЛИЦА 4 . Значения параметров A, B и C для разных образцов.
Динамическое сжатие
Кривая напряжения-деформации
В данной статье изучалось влияние различных скоростей деформации на свойства CRM. Четыре скорости деформации включали 40, 60, 80 и 100 с. ^-1 были выбраны в эксперименте. На приведенном выше рисунке 11 показаны динамические кривые напряжения-деформации при сжатии CRM при четырех различных скоростях деформации.Как и при статическом сжатии, кривая напряжения-деформации всех образцов при динамическом сжатии состоит из восходящей и нисходящей частей. Восходящая часть представляет собой приблизительно прямую линию, что указывает на то, что напряжение и деформация почти линейны. Когда напряжение достигает пикового значения, кривая постепенно спадает. Для кривых одного и того же образца смеси при разных скоростях деформации восходящий участок кривых вначале совпадает.Он показывает, что модуль упругости образцов имеет одинаковые характеристики при различных скоростях деформации, указывая на то, что с увеличением скорости деформации пик кривой становится все выше и выше.
РИСУНОК 11 . Динамическая кривая напряжения-деформации сжатия резинового раствора крошки.
Из рисунков 11A – E можно увидеть, что содержание резиновой крошки оказывает значительное влияние на кривую зависимости напряжения от деформации строительного раствора, особенно на нисходящей части кривой.Увеличение содержания резиновой крошки помогает сформировать сравнительно пологую кривую. Рисунки 11F – H показывают, что размер частиц резиновой крошки мало влияет на кривую напряжения-деформации строительного раствора, что приводит к относительно схожим кривым.
На основе анализа динамической кривой растяжения при сжатии можно получить динамическую прочность и критическую деформацию. Для анализа динамического эффекта резинового раствора был введен коэффициент динамического увеличения (DIF), который может быть получен путем деления динамической прочности на статическую прочность на сжатие.Вязкость при сжатии также использовалась в динамическом испытании на сжатие, метод расчета которого был таким же, как в части 3.2.5. Все эти данные сведены в Таблицу 5.
ТАБЛИЦА 5 . Результат динамического тестирования CRM.
Динамическая прочность на сжатие
Рисунок 12 объясняет взаимосвязь между динамической прочностью и скоростью деформации строительного раствора с различным содержанием резиновой крошки. Динамическая прочность увеличивается с увеличением скорости деформации для всех образцов, имея в виду, что резиновый раствор имеет очевидный эффект скорости деформации при ударной нагрузке.Например, динамическая прочность R80–20 составляла 42,5 МПа при скорости деформации 41,6 с ^-1. При увеличении скорости деформации до 67,4, 83,1 и 103,3 с ^-1 динамическая прочность поднялась до 54,1, 66,6 и 78,0 МПа соответственно. Кроме того, рисунок 12 показывает, что содержание резиновой крошки существенно влияет на динамическую прочность. Более конкретно, при аналогичной скорости деформации, чем больше содержание резиновой крошки, тем меньше будет динамическая прочность. Эта ситуация аналогична правилу статических механических свойств.Поскольку резиновая крошка является высокоэластичным полимерным материалом с низкой прочностью, чем выше его содержание, тем ниже будет сопротивление высокой динамической ударной нагрузке.
РИСУНОК 12 . Взаимосвязь динамической прочности и скорости деформации раствора с различным содержанием резиновой крошки.
На рисунке 13 показана взаимосвязь между динамической прочностью и скоростью деформации резинового раствора с различными размерами резиновой крошки. В частности, динамическая прочность образцов с каучуковой крошкой 30, 50 и 60 меш существенно не различалась, но довольно близка при одинаковой скорости деформации.Однако R80–10 показал самую высокую динамическую ударную вязкость, аналогичную статической прочности на сжатие. Это связано с тем, что резиновая крошка с мелким размером частиц 80 меш имеет относительно большую удельную поверхность, что обеспечивает большую площадь контакта с цементной матрицей и равномерное диспергирование очень мелкой резиновой крошки в строительном растворе. Следовательно, динамическая прочность R80–10 с более мелкими частицами резины выше, чем у R30–10, R50–10 и R60–10.
РИСУНОК 13 .Взаимосвязь между динамической прочностью и скоростью деформации резинового раствора с различными размерами резиновой крошки.
Коэффициент динамического увеличения
Взаимосвязь между DIF и скоростью деформации образца с различным содержанием резиновой крошки проиллюстрирована на Рисунке 14, который указывает, что чем выше содержание резиновой крошки, тем выше значение DIF. Другими словами, раствор с более высоким содержанием каучука имеет более очевидный эффект скорости деформации, а прочность на сжатие улучшается в большей степени при динамическом воздействии.Например, DIF для RM, R80–05, R80–10, R80–15 и R80–20 составляют 1,90, 2,12, 2,47, 3,09 и 3,64 при скорости деформации 100 с ^–1, соответственно.
РИСУНОК 14 . Связь между (динамическим коэффициентом увеличения) DIF и скоростью деформации.
На основании большого количества экспериментов многие ученые (Bischoff and Perry, 1991; Chen et al., 2013) обнаружили, что существует экспоненциальная зависимость между DIF и скоростью деформации. DIF раствора с различным содержанием резиновой крошки напрямую зависит от логарифма скорости деформации.Для заданной скорости деформации DIF CRM можно оценить с помощью следующей конститутивной модели (15) — (19), кривые показаны на рисунке 15.
RM: DIF = {0,00441⁡logεs˙¯ + 1,0000 10−5≤ εs˙¯≤43,1 с − 10,01239⁡logεs˙¯ + 0,6208 43,1≤ εs˙¯≤99,5 с − 1 (14) R80−05: DIF = {0,0069⁡logεs˙¯ + 1.0000 10−5≤ εs˙¯≤43,5 с − 10,01345⁡logεs˙¯ + 0,7171 43,5≤ εs˙¯≤102,1 с − 1 (15) R80−10: DIF = {0,01133⁡logεs˙¯ + 1,0000 10−5≤ εs˙¯≤45,9 с − 10,01643⁡logεs˙¯ + 0,7747 45.9≤ εs˙¯≤101,2 с − 1 (16) R80−15: DIF = {0,01986⁡logεs˙¯ + 1,0000 10−5≤ εs˙¯≤42,3 с − 10,01884⁡logεs˙¯ + 0,9974 42,3≤ εs˙¯≤107,6 с − 1 (17) R80−20: DIF = {0,02381logεs˙¯ + 1,0000 10-5≤ εs˙¯≤41,6 с − 10,02726logεs˙¯ + 0,8040 41,6≤ εs˙¯≤103,3 с − 1 (18)
где εs˙¯ — скорость деформации (с − 1).
РИСУНОК 15 . Функция регрессии DIF и скорости деформации.
РИСУНОК 16 . Связь между DIF и скоростью деформации резинового раствора с различными размерами резиновой крошки.
РИСУНОК 17 . Взаимосвязь между критической деформацией и скоростью деформации резинового раствора с различным содержанием резиновой крошки.
Взаимосвязь между DIF и скоростью деформации резинового раствора с различными размерами частиц показана на рисунке 16. Как показано на рисунке, размер частиц резиновой крошки не оказывает очевидного влияния на значение DIF, а значение DIF для различных пропорций смеси близко ниже условие примерной скорости деформации.Это можно объяснить тем, что R80–10, R60–10, R50–10 и R30–10 имеют одинаковую статическую прочность на сжатие и деформационную способность. Следовательно, явной разницы в условиях динамического удара нет.
Критическая деформация
На рисунке 17 показано соотношение между критической деформацией и содержанием CRM. Из рисунка видно, что в условиях низкой скорости деформации (45 с ^-1) между образцами с разным содержанием каучука не обнаружено существенной разницы в критической деформации.Однако в условиях динамического сжатия увеличение содержания резиновой крошки инициирует повышение критического значения деформации. Следовательно, по сравнению с RM, R80–05, R80–10 и R80–15, R80–20, образец с наибольшим содержанием резиновой крошки, имеет наибольшее значение критической деформации, которое отличается от такового при статическом сжатии. Это явление можно объяснить следующим образом. Критическая величина деформации определяется двумя факторами: прочностью и деформационной способностью.В состоянии статического сжатия прочность будет снижаться с увеличением содержания резиновой крошки. С другой стороны, более низкая статическая прочность приведет к более очевидному эффекту динамической деформации. В общем, образцы с высоким содержанием резиновой крошки будут иметь более высокий рост прочности и будут иметь большую критическую деформацию. Следовательно, когда содержание резиновой крошки высокое, критическое значение деформации также становится большим.
РИСУНОК 18 .Взаимосвязь между критической деформацией и скоростью деформации резинового раствора с различными размерами резиновой крошки.
На рисунке 18 показано влияние размера частиц резиновой крошки на критическую деформацию. Это означает, что размер частиц резиновой крошки мало влияет на критическую деформацию при динамическом ударе, поскольку не было обнаружено существенной разницы в критической деформации четырех типов образцов CRM. Это явление согласуется с характеристиками статического сжатия.
Динамическая вязкость при сжатии
Вязкость при сжатии образцов резинового раствора при ударной нагрузке показана в Таблице 5 и на Рисунке 19. Согласно им, индекс вязкости при сжатии увеличивается с увеличением содержания резиновой крошки, что указывает на то, что резиновая крошка играет важную роль в улучшении прочности. способность к рассеянию энергии строительных материалов. Резиновый раствор с высоким содержанием в условиях высокой скорости деформации показывает лучшую способность поглощать энергию.Например, при скорости деформации 100 с ⁻¹, вязкость при сжатии R80–5, R80–10, R80–15 и R80–20 составляла 1,853, 1,903, 2,169 и 2,331 соответственно, что означает увеличение 1,6, 4,3, 18,9 и 27,8% по сравнению с 1,824 РМ. Кроме того, в условиях динамического удара с высокой скоростью деформации трещины будут постепенно появляться внутри резинового раствора, а когда трещины распространяются на положение частиц резиновой крошки, частицы резиновой крошки будут сильно деформироваться из-за внешнего напряжения.Поскольку каучук является вязкоупругим материалом, он обладает хорошей деформационной способностью и способностью рассеивать вязкую энергию. Следовательно, под действием внешних сил между частицами каучука и цементным основанием возникнет деформация трения, которая значительно больше, чем у хрупкого раствора. Кроме того, кривая напряжения-деформации на Рисунке 11 также предполагает, что раствор, смешанный с резиновой крошкой, имеет большую пиковую деформацию. Причем, чем выше содержание резиновой крошки, тем больше пиковая деформация.Чем выше скорость деформации, тем значительнее будет деформация трения и рассеяние энергии между частицами резиновой крошки и цементной матрицей.
РИСУНОК 19 . Прочность на сжатие раствора с различным содержанием каучука при динамическом ударе.
Вязкость при сжатии CRM с различными размерами частиц показана на рисунке 20. Не было существенной разницы в прочности на сжатие CRM с четырьмя различными размерами частиц.
РИСУНОК 20 . Прочность на сжатие раствора с различным размером частиц резины.
Режимы отказа
Характер разрушения резинового раствора с различным содержанием резиновой крошки при четырех скоростях деформации показан на рисунке 21. Согласно рисунку степень повреждения образца уменьшается с увеличением содержания каучука. Как показано на Рисунке 21A, образцы RM без резины имеют тенденцию демонстрировать измельченное разрушение при испытании на сопротивление удару со скоростью деформации 43.1 с ⁻¹. Когда содержание каучука достигает 5%, как показано на Рисунке 9B, степень раздавливания образца снижается. Минимальный размер элемента образца после разрушения значительно увеличился по сравнению с группой RM. Когда содержание резиновой крошки продолжало увеличиваться до 10, 15 и 20%, образец все еще мог сохранять свою форму при ударной нагрузке со средней скоростью деформации (60,0 с ^-1). Следовательно, в условиях средней скорости деформации увеличение содержания резиновой крошки оказывает значительное влияние на характеристики динамического сжатия и форму разрушения строительного раствора.С увеличением скорости деформации все образцы демонстрируют разрушение при раздавливании.
РИСУНОК 21 . Влияние дозировки резины на характер отказов.
Влияние различных размеров частиц резины на морфологию разрушения показано на рисунках 22A – D. Резиновый раствор с разным размером частиц показал сходную картину разрушения. С увеличением скорости деформации разрушение образца становилось все более серьезным. Когда скорость деформации составляла около 45 с ^-1, образец демонстрировал полное раздавливание.При дальнейшем увеличении скорости деформации образец показал дробное разрушение. К тому же существенной разницы в размерах CRM нет.
РИСУНОК 22 . Влияние размера частиц резины на картину разрушения.
Выводы
(1) Текучесть раствора заметно снижается при добавлении резиновой крошки. CRM с мелкими частицами резины демонстрирует худшую текучесть для более крупных частиц резины.
(2) Добавление резиновой крошки в раствор приведет к снижению статической прочности на сжатие и модуля упругости CRM.Статическая прочность на сжатие и модуль упругости раствора с меньшим размером резины выше, чем у раствора с большим размером резины.
(3) Добавление резиновой крошки положительно сказывается на улучшении деформационных и энергопоглощающих свойств. Критическая деформация, ударная вязкость CRM возрастают с увеличением содержания резиновой крошки. Однако размер частиц резиновой крошки не оказывает значительного влияния на критическую деформацию.
(4) Модель Го Чжэньхая была введена в качестве основного уравнения модели для прогнозирования кривых напряжения-деформации строительного раствора крошки, что доказывает, что между экспериментальными данными и аналитическими кривыми существует очень хорошая корреляция.
(5) CRM демонстрирует очевидный эффект скорости деформации. Динамическая прочность на сжатие CRM и DIF будет увеличиваться с увеличением скорости деформации, если содержание резины остается постоянным.
(6) Динамическая прочность на сжатие CRM была значительно снижена по мере увеличения замены резины. Однако DIF увеличивается с увеличением содержания каучука.
(7) Раствор с более высоким содержанием каучука имеет более очевидный эффект скорости деформации, а прочность на сжатие улучшается в большей степени при динамическом ударе.Чем выше содержание резиновой крошки, тем выше значение DIF. Размер частиц резиновой крошки не оказывает очевидного влияния на значение DIF. Величина DIF для различных пропорций смеси близка при условии приблизительной скорости деформации.
(8) Подобно статическому испытанию на сжатие, добавление резиновой крошки при динамической ударной нагрузке оказывает положительное влияние на улучшение деформационных свойств и свойств поглощения энергии. Динамическая прочность на сжатие CRM увеличивается с увеличением содержания каучука.Однако размер частиц резины мало влияет на динамическую вязкость при сжатии.
ЗАЯВЛЕНИЕ О ДОСТУПНОСТИ ДАННЫХ
Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.
ВКЛАД АВТОРА
MY, ZG и WZ внесли свой вклад в концепцию исследования. MY и WZ провели эксперимент. ZG, GC и LZ внесли значительный вклад в анализ и подготовку рукописи.MY и WZ провели анализ данных и написали рукопись. GC и LZ помогли провести анализ с конструктивными обсуждениями.
Финансирование
Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (51678309, 51978339), Государственной ключевой лабораторией силикатных материалов для архитектур (Технологический университет Ухань), Высшими учебными заведениями Цзянсу (PDPA) по разработке приоритетных академических программ.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Список литературы
Аль-Ахрас, Н. М., и Смади, М. М. (2004). Свойства шиномонтажного раствора золы резины. Cem. Concr. Compos. 26, 821–826. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2004.01.004
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Анджелин, А. Ф., Миранда, Э. Дж. П., Сантос, Дж. М. К. Д., Линц, Р. К. С., и Гаше-Барбоза, Л. А. (2019). Прорезиненный раствор: влияние гранулометрии заполнителя на механическое сопротивление и акустические характеристики. Констр. Строить. Матер. 200, 248–254. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.12.123
CrossRef Полный текст | Google Scholar
ASTM (2014). Стандартный метод испытаний на статический модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона при сжатии . ASTM C469 / C469M-14, West Conshohocken, PA: ASTM.
Google Scholar
Атахан, А.О., и Юсель, А.О. (2012). Резиновая крошка в бетоне: статическая и динамическая оценка. Констр. Строить. Матер. 36, 617–622. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.04.068
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бишофф, П. Х., и Перри, С. Х. (1991). Поведение бетона на сжатие при высоких скоростях деформации. Mater. Struct. 24, 425–450. DOI: 10.1007 / bf02472016
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чен, X., Ву, С., и Чжоу, Дж. (2013). Экспериментально-модельное исследование динамических механических свойств цементного теста, раствора и бетона. Констр. Строить. Матер. 47, 419–430. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.05.063
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Национальный комитет по управлению стандартизацией Китая (2005 г.). Метод определения текучести цементного раствора . GB / T2419-2005 (Пекин). Пекин, Китай: China Standards Press.
Google Scholar
Коринальдези В., Маццоли А. и Морикони Г. (2011). Механические свойства и теплопроводность растворов, содержащих частицы отработанной резины. Mater. Des. 32, 1646–1650. DOI: 10.1016 / j.matdes.2010.10.013
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дехдези П. К., Эрдем С. и Бланксон М. А. (2015). Физико-механические, микроструктурные и динамические свойства нового легкого заполнителя на основе искусственной летучей золы — резинобетонного композита. Compos. B Eng. 79, 451–455. DOI: 10.1016 / j.compositesb.2015.05.005
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фэн, В., Лю Ф., Ян Ф., Ли Л. и Цзин Л. (2018). Экспериментальное исследование динамических свойств резины при растяжении при растяжении. Констр. Строить. Матер. 165, 675–687. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.01.073
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гергес, Н. Н., Исса, К. А., и Фаваз, С. А. (2018). Резинобетон: механические и динамические свойства. Шпилька корпуса. Констр. Матер. 9, e00184. DOI: 10.1016 / j.cscm.2018.e00184
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Каракурт, К.(2015). Свойства микроструктуры резиновых композитов из отработанных шин: обзор. J. Mater. Cycles Waste Manag. 17, 422–433. DOI: 10.1007 / s10163-014-0263-9
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Халоо, А. Р., Дехестани, М., и Рахматабади, П. (2008). Механические свойства бетона, содержащего большое количество частиц шинной резины. Waste Manag. 28, 2472–2482. DOI: 10.1016 / j.wasman.2008.01.015
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, Д., Чжуге, Ю., Гравина, Р., Миллс, Дж. Э. (2018). Поведение при сжатии и деформации резиновой крошки (CRC) и применение в армированных плитах CRC. Констр. Строить. Матер. 166, 745–759. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.01.142
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли Ю., Чжан Х., Ван Р. и Лей Ю. (2019). Повышение характеристик прорезиненного бетона за счет модификации поверхности резины: обзор. Констр. Строить. Матер. 227, 116691. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.116691
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лю Ф., Чен Г., Ли Л. и Го Ю. (2012). Исследование ударных характеристик резинобетона. Констр. Строить. Матер. 36, 604–616. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.06.014
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лв, Дж., Ду, К., Чжоу, Т., Хе, З., и Ли, К. (2019). Свежие и механические свойства самоуплотняющегося резинового легкого заполнителя бетона и соответствующего раствора. Adv. Матер. Sci. Англ. 2019, 1–14. DOI: 10.1155 / 2019/8372547
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Онуагулути, О. (2015). Влияние предварительного покрытия поверхности и микрокремнезема на поверхность раздела резин-цементной крошки и свойства цементного раствора. J. Clean. Prod. 104, 339–345. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2015.04.116
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Равичандран Г., Субхаш Г.(1994). Критическая оценка предельных скоростей деформации для испытаний керамики на сжатие в разделенном стержне давления Гопкинсона. J. Am. Ceram. Soc. 77, 263–267. DOI: 10.1111 / j.1151-2916.1994.tb06987.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ройчанд Р., Гравина Р. Дж., Чжуге Ю., Ма X., Юссф О. и Миллс Дж. Э. (2020). Комплексный обзор механических свойств резинобетона из отработанных шин. Констр. Строить. Матер. 237, 117651.DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117651
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сон, К. С., Хаджирасулиха, И., и Пилакутас, К. (2011). Прочность и деформируемость утильных шин, заполненных резиной железобетонных колонн. Констр. Строить. Матер. 25, 218–226. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.06.035
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сун, W.-J., Qiao, W.-G., Yang, X.-X., Lin, D.-G., и Li, Y.-З. (2018). Механические свойства и определяющие уравнения растворов резиновой крошки. Констр. Строить. Матер. 172, 660–669. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.03.263
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Струкар, К., Кальман Шипош, Т., Миличевич, И., и Бушич, Р. (2019). Возможное использование резины в качестве заполнителя в конструкционном железобетонном элементе — обзор. Eng. Struct. 188, 452–468. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2019.03.031
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Уйгуноглу, Т., и Topçu, 0.B. (2010). Роль резиновых частиц лома на усадку при высыхании и механические свойства самоуплотняющихся строительных смесей. Constr Build Mater. 24, 1141–1150. DOI: 10.1016% 2Fj.conbuildmat.2009.12.027
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сюй, Дж., Яо, З., Ян, Г., и Хан, К. (2020). Исследование резиновой крошки бетона: из многомасштабного обзора. Констр. Строить. Матер. 232, 117282. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117282
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ян, Г., Чен, X., Го, С., и Сюань, В. (2019). Динамические механические характеристики самоуплотняющегося бетона, содержащего резиновую крошку, при высоких скоростях деформации. Ksce J. Civ. Англ. 23, 3669–3681. DOI: 10.1007 / s12205-019-0024-3
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чжэньхай, Г. (2004). Экспериментальное исследование полной кривой напряжения-деформации бетона при монотонном нагружении .Пекин, Китай, Китайская Архитектурно-Строительная Пресса.
Google Scholar
Аудиокнига недоступна | Audible.com
Evvie Drake: начало более
Роман
От: Линда Холмс
Рассказал: Джулия Уилан, Линда Холмс
Продолжительность: 9 часов 6 минут
Несокращенный
В сонном приморском городке в штате Мэн недавно овдовевшая Эвелет «Эвви» Дрейк редко покидает свой большой, мучительно пустой дом почти через год после гибели ее мужа в автокатастрофе.

Как снять статическое электричество

Метод №3: Антистатик своими руками

Метод №4: Вода

Метод №5: Лак для волос

Метод №6: Лосьон для тела

Метод №7: Влажные салфетки

Как удалить статическое электричество

Статическое электричество ESD и его последствия

Чем опасно статическое электричество?

Как бороться со статическим электричеством?

Как влияет статическое электричество на здоровье человека

статическое напряжение — это… Что такое статическое напряжение?

Смотреть что такое «статическое напряжение» в других словарях:

Как снять статическое электричество с автомобиля, статика на машине

Бьет – значит, любит? Как избавиться от статического электричества на кузове машины

Заземление через шины

«Электрический хвост»

«Делай раз, делай два…»

«У ней внутре неонка» (с)

И снова… «хвост»!

3 Методы борьбы со статическим электричеством – поможет ли лента?

«Вредно ли для людей статическое электричество?» – Яндекс.Кью

Обзор FEA — Анализ статического напряжения

Динамические и статические: новые характеристики механических характеристик

Личный ответ

18-7.Статическое и динамическое падение напряжения для характеристики физики широкополосного землетрясения

(PDF) Изменения статического напряжения и инициирование землетрясений

Что такое линейный статический анализ?

ЛИНЕЙНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Допущение линейной упругости

Предполагаемая статическая нагрузка

Допущение незначительной деформации

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

Границы | Статическое и динамическое поведение при сжатии и деформации резинового раствора

Введение

Экспериментальная программа

Сырье и смесь Пропорции

Подготовка образца

Испытание на текучесть

Статические механические испытания

Динамические механические испытания

Результаты и обсуждение

Текучесть раствора

Статическое сжатие

Кривые напряжение-деформация

Прочность на сжатие

Модуль упругости

Критическая деформация

Прочность на сжатие

Режимы отказа

Модели напряжения-деформации

Динамическое сжатие

Кривая напряжения-деформации

Динамическая прочность на сжатие

Коэффициент динамического увеличения

Критическая деформация

Динамическая вязкость при сжатии

Режимы отказа

Выводы

ЗАЯВЛЕНИЕ О ДОСТУПНОСТИ ДАННЫХ

ВКЛАД АВТОРА

Финансирование

Конфликт интересов

Список литературы

Аудиокнига недоступна | Audible.com

Evvie Drake: начало более

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна