Композиционные вибропоглощающие материалы на основе битумного связующего тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Самсонов, Александр Васильевич

• Самсонов, Александр Васильевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Самсонов, Александр Васильевич

СОДЕРЖАНИЕ

Список условных обозначений

Введение

1. Органоминеральные материалы с вибропоглощающими свойствами

1.1. Демпфирующие свойства полимерных композиционных материалов

1.2. Структура и свойства битумных вибропоглощающих материалов

1.3. Эффективные вибропоглощающие и звукоизоляционные покрытия, применяемые в строительстве и на транспорте

1.4. Характеристики вибропоглощения в материалах и конструкциях

2. Методическая часть исследования, объект и методы исследования

2.1. Применяемые материалы

2.2. Методы исследования

2.2.1. Методика изготовления образцов битумных вибропоглощающих материалов

2.2.2. Физико-механические показатели вибропоглощающих материалов

2.2.3. Методы испытаний битумных вибропоглощающих материалов

3. Конструирование вибропоглощающих материалов с заданными свойствами

3.1. Выбор наполнителей для битумных вибропоглощающих материалов с высокими демпфирующими свойствами

3.2. Обоснование выбора метода математического планирования эксперимента

3.3. Результаты лабораторных испытаний

3.4. Построение регрессионных моделей откликов. Проверка адекватности

3.5. Оптимизация состава вибропоглощающих материалов для изготовления опытно-промышленной партии

3.6. Описание промышленной технологии изготовления битумных вибропоглощающих материалов с карбонатным наполнителем

4. Исследование динамических свойств битумного опытно-

» промышленного вибропоглощающего материала

4.1. Определение динамических характеристик листового би-

, тумного вибропоглощающего материала

4.2. Построение изотерм динамических характеристик битумного вибропоглощающего материала

» 4.3. Построение обобщенных изотерм методом температурно-

частотного приведения

5. Определение изотропных вязкоупругих функций битумного

опытно-промышленного вибропоглощающего материала

5.1. Проведение квазистатических испытаний на одноосную ползучесть

5.2. Выбор аппроксимации для обобщенной функции ползу-чести

5.3. Класс слабосингулярных суммируемых ядер

5.4. Определение системы вязкоупругих функций по выбранной аппроксимации функции ползучести

v 5.5. Определение параметров аппроксимации функции ползучести

6. Оценка шумов и рекомендации по их снижению в производстве бетонных строительных материалов

6.1. Нормирование шума на рабочих местах

*

6.2. Основные источники шумов производственного оборудования по изготовлению сборного железобетона

j 6.3. Проведение измерений и классификация источников

% шумов по степени их воздействия

6.4. Рекомендации по снижению шума от работы технологических кранов

6.5. Глушение аэродинамического шума сварочных машин

6.6. Рекомендации по снижению шума виброустановок

6.7. Звуковая мощность виброплощадки и меры по ее снижению

f Основные выводы

Список литературы

*

а

*

Г

%

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВМ - вибропоглощающий материал КМП - коэффициент механических потерь КМЦ - карбооксиметилцеллюлоза

рН - водородный показатель (характеристика кислотности) Эуд - удельная поверхность (дисперсность) наполнителя

т}е - электрохимический потенциал поверхности минеральной частицы

П (1;) - обобщенная функция ползучести

ц/ (1;) - функция замедленной ползучести

^ (т) - функция плотности времен запаздывания

N (в) - спектр запаздывания

Л (1;) - обобщенная функция релаксации

\у("Ь) - функция релаксации

Р(т) - функция плотности времен релаксации

ЗМ(в) - спектр релаксации

Е*(©) - комплексный модуль упругости

Ие Е* = Еоо + Е'(со) - динамический модуль

Е'(ю) - модуль накопления

1тЕ* = Е"(со) - модуль потерь Е"

г) = —г - коэффициент механических потерь Е

Е"

q = — - динамическая вязкость

со

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композиционные вибропоглощающие материалы на основе битумного связующего»

ВВЕДЕНИЕ

Снижение уровней шумов и вибраций в промышленности и на транспорте является составной частью проблемы - защиты окружающей среды и безопасных условий жизнедеятельности человека. Различают структурные шумы, распространяющиеся по элементам конструкций и воздушные шумы, источниками которых являются колеблющиеся металлические поверхности. Одной из важных задач является изучение динамических характеристик материалов и конструкций, определяющих уровень вибрации и интенсивность шумоиз-лучения. Для снижения шумов и вибраций металлических конструкций работающего механизма существуют следующие независимые направления: шумопоглощение, шумоизоляция, виброизоляция и вибропоглощение.

Шумопоглощение направлено на снижение в закрытом помеще-нии энергии отраженного звука и характеризуется коэффициентом шумопоглощения отражающей поверхности.

Шумоизоляция направлена на снижение проникновения звуковой энергии из одного закрытого объема в другой.

Виброизоляция - замена жесткой связи между вибрирующим элементом и основной конструкцией на упругую.

Вибропоглощение или демпфирование колебаний колеблющихся поверхностей направлено на снижение амплитуды их колебаний, виброскорости и, как следствие этого, уменьшения ими звукового излучения. Таким образом, вибропоглощение является наиболее важной частью борьбы с шумом, поскольку снижает мощность источника

звука. Вибропоглощение осуществляется за счет создания ребер жесткости вибрирующей поверхности, помещением на ней инертной массы, нанесением вибропоглощающего покрытия, а также комбинацией этих мероприятий. Вибропоглощающие покрытия наносятся в виде мастик, а также в виде листовых, либо многослойных материалов. В последнем случае, наряду с вибропоглощением, покрытие осуществляет и звукоизоляционные свойства. Основную роль в работе демпфирующего покрытия играет один или несколько диссипатив-ных вязкоупругих слоев. Эффективность диссипативного слоя, представляющего собой органоминеральный композит на основе полимерного или битумного связующего, тем выше, чем больше его модуль упругости и коэффициент механических потерь, которые, в свою очередь, являются функциями частоты.

Большой вклад в исследование и конструирование композиционных материалов с заданными, в том числе вибропоглощающими, свойствами внесли российские ученые: П. А. Ребиндер, И. А. Рыбьев, Ю. С. Липатов, В. И. Соломатов, В. Н. Козомазов, А. Н. Бобрышев, В. П. Селяев, А. П. Прошин, Ю. А. Соколова, Ю. Г. Иващенко, Р. 3. Рахимов и др.

Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Производство строительных изделий и конструкций» Саратовского государственного технического университета и кафедре «Физика и электротехника» Балаковского института техники, технологии и управления.

Целью данной диссертационной работы является исследование и разработка новых эффективных композиционных вибро-поглощающих материалов на битумной основе и установление

температурно-частотного поведения их динамических характеристик. Поставленная цель определила задачи исследования:

оптимизация составов ВМ с активными дисперсно-волокнистыми наполнителями;

- проведение динамических испытаний ВМ в изотермических условиях;

- построение обобщенных изотерм динамических характеристик ВМ и прогнозирование их частотного поведения;

- проведение квазистатических испытаний ВМ на одноосную ползучесть;

- определение по функции обобщенной одноосной ползучести вязкоупрутих функций и упругих постоянных ВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) на основе анализа энергетической активности показано преимущество карбонатных дисперсных наполнителей при конструировании трехкомпонентных ВМ на битумной основе;

2) предложена математическая модель физико-механических свойств битумных ВМ в виде приведенных полиномов Шеффе, как на всем симплексе, так и в области заданных значений откликов;

3) по результатам температурно-частотных испытаний показана термореологическая простота битумоминерального композита, что позволяет для его механического описания применять аппарат линейной наследственной теории;

4) получены обобщенные изотермы динамических характеристик, позволяющие прогнозировать динамическое поведение ВМ при заданной температуре в широком диапазоне частот;

5) предложена методика аппроксимации экспериментальной кривой ограниченной одноосной ползучести битумного композита с помощью дробно-иррациональной функции простого вида, обладающей свойством слабой сингулярности в нуле;

6) по предложенной аппроксимации обобщенной одноосной ползучести методом линейной наследственной теории получена система вязкоупругих функций и найдены упругие постоянные ВМ, что дает полное описание его механических, в том числе диссипативных свойств.

Практическая ценность работы. Разработаны оптимальные составы и рациональная технология получения битумных композиционных ВМ с высоким уровнем вибропоглощающих, технологических и эксплуатационных свойств. Проведены опытно-промышленные испытания и внедрение в производство ОАО "Балаковорезинотехника".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались

на:

- региональной научно-технической конференции "Вибрация и шум автомобилей. Глушители шума". (Тольятти, 1980г.);

- Всесоюзной конференции "Повышение эффективности и качества сельскохозяйственного строительства". (Балаково, 1982г.);

- уральской научно-технической конференции "Применение композиционных материалов на полимерной и металлической матрицах в машиностроении". (Уфа, 1985г.);

- региональном научно-техническом семинаре по применению композиционных материалов в промышленном производстве (Саратов, 1990г.);

- международной научно-технической конференции "Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций". (Волгоград, 1998г.);

- международной научно-практической конференции "Современное строительство". (Пенза, 1998г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ и получено 4 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 114 наименований и содержит 35 рисунков. Общий объем 187 страниц.

Выражаю глубокую благодарность моему научному консультанту к.т.н., доценту кафедры ПГС Балаковского института техники, технологии и управления А. А. Землянскому за помощь в работе.

1. ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ

1.1. Демпфирующие свойства полимерных композиционных материалов

Колебания механических систем обычно происходят с затуханием. Затухание колебательной энергии называют диссипацией механической энергии или «внутренним рассеянием энергии». Синонимами также являются термины: «демпфирование», «вибропоглощение», «механические потери», «внутреннее трение». Автор [1] причисляет к ним также «циклическую вязкость» и «гистерезисные потери», однако, как считает автор [2], механический гистерезис и вязкое течение относятся к различным механизмам внутреннего трения. Большой вклад в изучение внутреннего трения строительных материалов и конструкций внес Е. С. Сорокин [3, 4]. Установлено, что для конструкций внутреннее рассеяние энергии больше, чем для материалов, из которых они сделаны. Это связано с тем, что в конструкциях имеются соединения, способствующие увеличению внутреннего трения (конструкционное демпфирование).

Первые исследования внутреннего трения в пластмассах проведены А. Джемантом и В. Джексоном [5], которые определяли на частотах от 0,3 до 10 Гц логарифмические декременты колебаний полистирола и эбонита, А. П. Александров [6, 7] исследовал частотные и температурные зависимости динамических свойств полимеров и установил, что повышение температуры эквивалентно понижению частоты, и наоборот.

Особенно интенсивно изучение динамических свойств пластмасс началось после 1966г., чему способствовала работа В. А. Кар-гина и Г. Л. Слонимского [8], где обстоятельно изложены современные взгляды на структуру полимеров и их свойства, в том числе динамические. В работе [9] приведены конкретные примеры

практического применения различных динамических методов к исследованию вязкоупругих свойств полимеров.

Диссипативные свойства полимербетонов исследовались в работах [10, 11, 12, 13]. Диссипативные свойства полимерных композиций зависят от вида связующего, свойств наполнителей, вида формования, амплитуды и длительности циклического нагружения [14-19]. При высоких частотах рассеяние энергии в полимерах уменьшается, так как в этих условиях материал работает как упругий. При высоких напряжениях, близких к пределу выносливости стеклопластика, величина коэффициента поглощения энергии до разрушения образца имеет два максимальных значения, что связано с двухфазностью структуры стеклопластиков. Появление первого максимума объясняется началом растрескивания смолы, что увеличивает коэффициент поглощения энергии 1|/. Раскрытие трещин в смоле снижает у. После локального разрушения связующего начинается растрескивание в нитях и слоях волокон, что вновь приводит к повышению коэффициента ц/.

В работе [20] изучалось влияние связующего (олигомеры МГФ-9, ТГМ-3 и др.) и наполнителей на вязкоупругие свойства полимеров. Характеристиками вибропоглощения являлись коэффициент механических потерь г| и модуль потерь г|Е. Максимум тангенса угла механических потерь г| наблюдается при содержании 30-40 вес. част. МГФ-9 на 100 вес. част, эпоксиолигомера Э-181, а максимум модуля потерь при содержании 10-30 вес. част.

Наполнители оказывают различное воздействие на вибропогло-щающие свойства полимерных материалов. В зависимости от структуры наполнителя (дисперсной, волокнистой, чешуйчатой, слоистой и др.) может повышаться динамический модуль упругости или модуль потерь, или оба параметра одновременно.

Авторы [20] исследовали также влияние графита на вязко-упругие свойства эпоксидно-полиэфирных систем. Измерения

проводились на образцах, состоящих из 90-150 вес. част, графита на 100 вес. част, эпоксиолигомера в режиме изгибных резонансных колебаний на частотах 20-200 Гц. Модуль потерь имел максимум в зависимости от содержания наполнителя при 130 вес. част, графита.

Обширные исследования по влиянию наполнителей на демпфирующие свойства полимерных материалов проведены в [21]. Исследовалось 75 наполнителей различной структуры на демпфирующие свойства пластифицированного сополимера винилхлорида с винил-ацетатом. Показано, что из всех исследованных наполнителей графит наиболее эффективно повышает демпфирующие свойства.

Вибропоглощение в полимерных материалах связано с релаксационными явлениями, протекающими в этих веществах. Вопросу релаксации в полимерах посвящена обширная или, выражаясь словами Ферри, «практически необозримая» литература. Существенный вклад в этом направлении внесли российские ученые - Кобеко П.П., Каргин В.А., Слонимский Г.А., Аскадский A.A., Тагер A.A., Бартенев Г.И., Зеленев Ю.В. и другие.

Релаксационные явления в полимерах, в свою очередь, тесно связаны с понятием стеклования. Стеклование полимеров подразделяется на структурное и механическое. Сущность структурного стеклования заключается в том, что с понижением температуры структура жидкости постепенно изменяется вследствие перегруппировки кинетических единиц. Скорость перегруппировки с понижением температуры уменьшается, вследствие чего в области некоторой температуры стеклования Тс равновесие в ближнем порядке практически уже не успевает установиться и структура жидкости фиксируется. Аналогичного результата можно достигнуть при неизменной температуре повышением-давления. Кинетическая теория структурного стеклования веществ впервые была предложена М. В. Волькенштейном и О. Б. Птицыным [22]. Структурная релаксация имеет активаци-онный характер. Так в жидкостях молекулярная перегруппировка

характеризуется энергией активации и и соответствующим временем релаксации т, характеризующим скорость такой перегруппировки. Из кинетической теории стеклования следует согласующийся с экспериментальными данными вывод, что, во-первых, время релаксации обратно пропорционально скорости охлаждения вещества, во-вторых, при некоторой температуре, называемой температурой структурного стеклования Тс, происходит замораживание структуры жидкости, равновесной при температуре, несколько большей Тс. При температуре Т<ТС структура вещества является неравновесной и неизменной. Математическим определением температуры Тс может служить формула [23]:

кТ2

ш = (1.1)

ис

где со - скорость охлаждения;

ис - энергия активации при Тс.

Деформационные свойства полимеров проявляются при действии постоянных и переменных во времени сил. При быстрых воздействиях жидкость ведет себя подобно упругому телу. Переход из одного деформационного состояния в другое происходит при условии 0 = т. Следовательно, в одной и той же жидкости при т / 0 < 1 наблюдается вязкое течение, а при т / 0 > 1 - упругая деформация (0 -

время или период колебания силы). Это явление впервые рассмотрел Максвелл, который ввел закон релаксации напряжения вида

а = а0 ехрН; / тм), (1.2)

где ао - начальное напряжение;

тм - максвелловское время релаксации напряжения, близкое к молекулярному времени релаксации т, но не совпадает с ним. Основными кинетическими единицами полимеров являются сегменты (наименьший отрезок полимерной цепи, который проявляет гибкость). Молекулярная масса сегмента в 100 раз больше, чем масса

молекул простых жидкостей, что вместе с другими особенностями строения полимеров приводит к значительно большим временам релаксации. Поэтому в полимерах происходит переход сначала из вяз-котекучего состояния в высокоэластическое, а затем в упругое. Из упругого состояния полимер можно вновь перевести в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояние или увеличением периода действия силы (уменьшением частоты) или уменьшением времени релаксации т, что достигается повышением температуры. Следовательно, природа перехода полимера из высокоэластического деформационного состояния в упругое, как и природа структурного стеклования, молекулярно-кинетическая, и определяется теми же процессами молекулярных перегруппировок. Однако переход в упруготвер-дое состояние не связан с замораживанием структуры и происходит в структурно-жидком состоянии системы, т.е. выше Тс. Температуры структурного Тс и механического Тм стеклования независимы между собой, так как первая зависит от скорости охлаждения, а вторая от времени действия силы 0 или частоты упругих колебаний 1/0.

Различие между Тс и Тм отчетливо проявляется на температурной зависимости динамического модуля Юнга (рис. 1.1). Ниже Тс полимер находится в стеклообразном состоянии и температурная зависимость Е слабо выражена, как и у любого твердого тела. Выше Тс наблюдается более резкая зависимость Е от температуры в связи с тем, что в структурно-жидком состоянии структура полимера непрерывно меняется с температурой. При дальнейшем увеличении температуры в области, где время релаксации снижается до величин, сравнимых с периодом колебаний, в полимерах проявляется высокоэластическая деформация. Амплитуда деформации полимера с увеличением температуры возрастает до тех пор, пока не достигнет предельного значения, а модуль - весьма низкого значения (например, для полимеров модуль одноосного сжатия в стеклообразном состоянии примерно в 103-104 раз больше, чем соответствующий модуль в

высокоэластичном состоянии). Переход от упругой деформации к высокоэластической у полимеров сопровождается прохождением кривой механических потерь через максимум рис. 1.2, поэтому Тс определяется как температура, которой соответствует максимум механических потерь.

■Уд» А), НУ

-. ~ 100

Рис. 1.1. Зависимость логарифма динамического модуля продольной упругости аморфного полимерного стекла от температуры

Рис. 1.2. Зависимость (в %) относительной деформации Б/Боо и коэффициента потерь т] от температуры при переходе полимера из упруготвердого в высокоэластическое состояние При малых деформациях (линейная вязкоупругость) амплитуда практически не влияет на Тм и ее следует рассматривать как условную температуру, при которой теряется высокоэластичность полимера при конкретных условиях испытания (частоте внешнего воздействия). При достаточно больших напряжениях, влияющих на время х и изменяющих структуру полимера, возникают качественно новые явления - вынужденно-эластическая деформация и разрушение.

Таким образом, в понятие «стеклообразное состояние» вкладывается различный физический смысл в зависимости от того, рассматриваются механические свойства или структура полимера. По механическим свойствам аморфные полимеры могут находиться в трех

состояниях: вязкотекучем, высокоэластическом и стеклообразном, а по структурным - в двух состояниях: жидком и твердом (стеклообразном). Под механическим стеклообразным состоянием понимается такое деформационное состояние, при котором материал ведет себя как обычное упругое твердое тело.

Структуру гибкоцепных полимеров можно считать состоящей из двух частей [24], причем одна часть, неупорядоченная, состоит из свободных сегментов и цепей, не входящих в микроблоки, а другая (упорядоченная) состоит из связанных сегментов и представляет собой распределенные по всему объему микрообласти различного типа (мицеллярные, складчатые, глобулярные). Структурные микроблоки играют роль физических узлов молекулярной сетки и характеризуются относительно большими временами жизни. В соответствии с моделью сетки, образованной структурными узлами, высокоэластическая деформация в эластомерах определяется подвижностью сегментов и изменением конфигураций свободных цепей (между физическими узлами). Медленные физические релаксационные процессы и вязкое течение определяется временами жизни физических узлов сетки. Введение активного наполнителя в эластомер приводит к образованию коллоидной системы, структура которой состоит из мягкой и твердой составляющих. При этом под твердой составляющей понимается связанный, т.е. адсорбированный на частицах наполнителя полимер. Такой адсорбированный слой благодаря физико-химическому структурированию, является более жестким, чем остальная, не связанная с наполнителем масса полимера. Частицы наполнителя, связывая макромолекулы, также играют роль узлов, но более прочных, чем микроблоки полимеров. Сшивание эластомера приводит к появлению еще одного типа узлов пространственной сетки - химических поперечных связей с высокой прочностью и большим «временем жизни», чем у физических узлов сетки - микроблоков различного типа.

С точки зрения Тобольского [25] непрерывный спектр времен релаксаций Н(т) в логарифмических координатах для линейных полимеров состоит из двух зон (рис. 1.6): клинообразный («клин»), которая соответствует переходу из стеклообразного состояния в высокоэластическое состояние (а - процесс релаксации) и зоны высокоэластического плато («ящик»), где Н(т) постоянно в широком интервале времен релаксации. \jfyWiX) Л

иах

■1аГ

Рис. 1.3. Распределение времен релаксации линейного полимера по схеме Тобольского.

В некристаллических полимерах, в том числе в эластомерах, и растворах полимеров детально исследованы [26] «быстрые» и а-процессы (рис. 1.4).

{дНедМПа

чо о 5 10

Рис. 1.4 Типичный релаксационный спектр для реальных гиб-коцепных полимеров (СКМС-10 с 20% (объемных) технического углерода при 293 К); Н - функция распределения времен релаксации.

В стеклообразном состоянии наблюдаются у'-, у- и Р-переходы, связанные с мелкомасштабными движениями боковых групп и малых участков макромолекул. Эта группа переходов характерна для твердых полимеров. Следующий а-переход соответствует процессу стеклования, связанному с замораживанием подвижности свободных сегментов и цепей в неупорядоченной части полимера. Для медленных релаксационных процессов характерны: а' -переход связан с потерей подвижности сегментов в жесткой части полимера, адсорбированного на частицах активного наполнителя; ^з -переходы объединяют группу релаксационных процессов (штриховая область), связанных с временем жизни упорядоченных микрообластей (микроблоков трех типов); ср-переход соответствует подвижности самих частиц наполнителя как узлов сетки полимеров; 5-переход соответствует химической релаксации, связанной с подвижностью химических поперечных связей. Из-за широкого спектра времен релаксации охватывающих около 20 десятичных порядков, практически все физические и химические свойства полимеров связаны с протекающими в них релаксационными процессами. Разработано и применяется достаточно много вибропоглощающих материалов на полимерном связующем [27-33] как жестких (на основе термопластов), так и мягких (на основе эластомеров). В работе [29] приведены результаты разработки и исследования вибропоглощающих материалов на основе поливинилацетатной эмульсии ПВАЭ, поливинилацетата ПВА, поли-винилхлорида ПВХ, сополимера винилхлорида с винилацетатом (винилин ВА) и эпоксидных олигомеров. В качестве минеральных наполнителей были выбраны недорогие и широко распространенные -туф, пемза, мрамор, перлит, бентонит, диатомит, сланец. При исследовании влияния дисперсности наполнителя выяснено, что с увеличением размера частиц коэффициент механических потерь меняется незначительно, в то время как динамический модуль и модуль потерь

существенно возрастают. Для изготовления вибропоглощающих материалов целесообразно использовать наполнители из горных пород с размерами частиц менее 0,3 мм.

Эффективность вибропоглощающих материалов оценивалась по коэффициенту потерь составного стержня (металлический стержень, покрытый с одной стороны исследуемым материалом) при постоянном значении Ь (отношение толщины покрытия к толщине подложки), равном 2,6. Исследования показали, что минеральные наполнители имеют разную акустическую эффективность. На связующем ПВАЭ с наполнителями: сланец; сланец вспученный; перлит; туф -получены соответственно материалы: ВМ-1; ВМ-2; ВМ-3. Вязкоупру-гие свойства вибропоглощающих материалов (ВМ) исследованы в диапазоне от 0 до 50°С на частоте 200 Гц. Максимум наблюдается в диапазоне 20-30°С и составляет для указанных ВМ величину порядка 0,7. Частотные измерения при 20°С в диапазоне частот 102-104 Гц дают значения т| в пределах 0,1-0,25. Максимальная эффективность достигается в диапазоне 5 • 102 - 3 • 103 Гц.

1.2. Структура и свойства битумных вибропоглощающих материалов

Демпфирующие свойства битумных вибропоглощающих материалов (ВМ) зависят от свойств битума, наполнителей и адгезионного слоя битумного связующего на поверхности частиц наполнителя. Битумы [34] относятся к сложным дисперсным системам, состоящим из смеси смол, масел и асфальтенов. Частицы дисперсной фазы представляют собой мицеллы, ядром которых являются асфальтены. Молекулы их содержат карбонильные СО, карбоксильные СООН, фе-нольные, гидроксильные ОН, Нв группы, а также углеводородный радикал СН3, что обуславливает образование мицелл при достижении определенных концентраций асфальтенов в углеводородах.

Функциональные группы обращены внутрь мицелл, а углеводородные части - наружу [35]. Содержание активных функциональных групп в асфальтенах определяет интенсивность адгезионного взаимодействия битумов с поверхностью минеральных наполнителей [36]. Асфальте-ны являются продуктами конденсации смол [37] в результате реакций дегидрогенизации и конденсации с отщеплением Н2, Н20, Н28, ЫНз и образованием асфальтенов. Смолисто-асфальтеновая глобула или мицелла окружена масляным экраном, препятствующим химическому взаимодействию вещества асфальтенов с поверхностью минеральных наполнителей. Таким образом, как отмечается в [38], смо-листо-асфальтеновые глобулы могут лишь эпизодически взаимодействовать с минеральной подложкой только несколькими сегментами, в то время как основная часть молекул остается защищенной масляным экраном. Асфальтены, обладая наибольшей молекулярной массой, по сравнению со смолами и маслами (порядка нескольких тысяч), обуславливают вязкость битума, определяют температуру его размягчения и температурный интервал пластического состояния [39].

Смолы представляют собой высокомолекулярные соединения углеводородов, растворимых в бензине, бензоле, хлороформе. Смолы от асфальтенов отличаются меньшей молекулярной массой (500-1200). Смолы состоят из более разветвленных, чем асфальтены, молекул. По химическому составу смолы относятся к гетероциклическим высокомолекулярным соединениям, содержащим: углерод - 80-87%; кислород - 18-19%; сера -1-10%. В состав смол входит до 2% полимерных поверхностно-активных веществ, которые увеличивают адгезионное сцепление смол с минеральной поверхностью, которые, в зависимости от концентрации асфальтенов и температуры, в битумах могут находиться как в дисперсной фазе, так и в дисперсионной среде системы и обуславливают текучесть и эластичность битумов [33].

Масла представляют собой углеводороды с молекулярной массой

(300-800). В них содержится 86-88% углерода, 10-14% водорода, 4% серы и незначительное количество азота и кислорода. Масла придают битумам текучесть, снижают температуру размягчения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Самсонов, Александр Васильевич, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лукин А. Н. Демпфирующие свойства и выносливость поли-мербетонов. - Канд. дис. - Саранск, 1990. - 152 с.

2. Скучик Е. Основы акустики. В 2 т. Том 2. - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1959. - С. 320-325.

3. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебании упругих систем. - М.: Госстройиздат, 1960. - 131 с.

4. Сорокин Е.С. Динамический расчет несущих конструкций зданий. - М.: Госстройиздат, 1956. - 340 с.

5. Абрамов С. К. О новых экспериментальных методах исследования демпфирующих свойств полимерных материалов. // Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. - Киев, Наукова думка, 1976. - С. 97-103.

6. Александров А.П., Кириллина В.Н. Наблюдение эластической релаксации резонансным методом. // ЖТФ, т. 8. Вып. 19. - С. 1723-1727.

7. Александров А.П., Лазуркин Ю.С. Изучение полимеров. //ЖТФ, Вып. 9, №14, 1939. - С. 1249-1260.

8. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физикохи-мии полимеров. - М.: Химия, 1967. - 231 с.

9. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. - М.: Изд-во иностр. лит-ры. 1963. - 535 с.

10. Бобрышев А.Н. Прочность эпоксидных композитов с дисперсным наполнителем. Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Л., 1982. -26 с.

11. Патуроев В.В., Волгушев А.Н., Елфимов В.А. Демпфирующие свойства полимербетонов. //Бетон и железобетон. 1988, №2 - С. 12-13.

12. Соломатов В.И., Бобрышев, Химмлер К.Г. Полимерные композиционные материалы в строительстве. - М.: Стройиздат, 1988. - 312 с.

13. Черкасов В.Д. Исследование выносливости и демпфирующих свойств композиционных балок из железобетона и полимербето-на. //Канд. дисс. - Саранск, 1981. - 192 с.

14. Ефремушкин Ю.В. Об экспериментальном исследовании демпфирующих свойств полимерных материалов. //Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. - Киев, Наукова Думка, 1976. - С. 119-122.

15. Магомедов Г.М., Новиков В.У., Зеленов Ю.В. и др. Рассеяние энергии в системе стекло-полимер. //Рассеяние энергии при колебании механических систем. - Киев, Наукова Думка, 1976. - С. 139-144.

16. Малмейстер А.Д., Тамуж В.П., Тетере Г.А. Сопротивление полимерных и композиционных материалов. - Рига, Зинатне, 1980. -572 с.

17. Немец Я., Сервисен C.B., Стреляев B.C. Прочность пластмасс. - М.: Машиностроение, 1970. - 335 с.

18. Попов В.Д. Внутреннее трение при колебаниях конструкционных пластмасс, применяемых в судостроении. //Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. - Киев, Наукова Думка, 1968. - С. 192-199.

19. Хальчевский В.В., Вожко JI.B. Исследования рассеяния энергии в капроне при циклическом демпфировании. //Рассеяние энергии при колебаниях упругих систем. - Киев, Наукова Думка, 1966. - С. 189-191.

20. Трепелкова Н.П., Горячева В.Г., Палей М.И., Груша Г.Г., Наумкина Н.И., Тартаковский Б.Д. Модифицированные эпоксидные олигомеры с высокими демпфирующими свойствами. // Пластические массы. 1973, № 3. - С. 36-39.

21. Boll G., Solyer I. Development of a viscoelastic Composition having Superior Vibration. // Damping Capability - IoSA. 1966, vol 39, № 4. - P. 663.

22. Волькенштейн М.В., Птицын O.B. Релаксационная теория стеклования. //ЖТФ, 1956, т. 26. - С. 2204-2222.

23. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Высокомолекулярные соединения. 1962, т. 4. - С. 66.

24. Тагер A.A. Физикохимия полимеров. - М.: Химия, 1978. -С. 85-90.

25. Тобольский A.B. Свойства и структура полимеров. - М.: Химия, 1964. - 322 с.

26. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Особенности процессов релаксации в полимерах разного строения. //Механизмы релаксационных явлений в твердых телах. - Каунас, 1974. - С. 285.

27. Тартаковский Б.Д., Наумкина Н.И., Швелькова П.П. Обзор работ по вибропоглощающим материалам. - М.: АКИН, 1959. - 120 с.

28. Саакян И.А. Разработка вибропоглощающих материалов. //Сборник научных трудов аспирантов и соискателей НИИКС. - Ереван, 1972. - Вып. 7. - С. 85-89.

29. Саакян И.А. Разработка и исследование вибропоглощающих материалов на основе каменных порошков. //Сборник научных трудов аспирантов и соискателей НИИКС. - Ереван, 1974. - Вып. 9. - С. 201-212.

30. Перечень вибропоглощающих материалов, рекомендованных к применению в народном хозяйстве. - М.: АКИН, 1974. - 38с.

31. Тихомиров Ю.Ф. Промышленные вибрации и борьба с ними. - Киев, Техника, 1975. - С. 121-122.

32. Мартиросян C.B., Саакян И.А. Вибропоглощающие материалы для снижения шумов и вибраций. // Вибропоглощающие материалы и покрытия и их применение в промышленности. / Под ред. д.т.н. A.C. Никифорова. -Л.: ЛДНТП, 1976. - С. 44-48.

33. Ганн Л.А., Мясников М.П., Суворова Э.А., Фомичева М.Н. Модификация свойств вибропоглощающих материалов методом наполнения. // Новые вибропоглощающие материалы и их применение

в промышленности. / Под ред. д.т.н. А.С. Никифорова. -JL: ЛДНТП, 1980. - С. 19-23.

34. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. - М.: Высшая школа, 1969. - 369с.

35. Саханов А.И. Структура асфальтово-смолистых нефтей и нефтяных продуктов. // Итоги исследования грозненских нефтей. -Л.: Нефтяное хозяйство, 1927. - С. 114-153.

36. Дорожно-строительные материалы: Учебник для автомо-бильно-дорожных институтов. И. Н. Грушко, И. В. Королев, И. М. Борщ, Г. М. Мищенко. - М.: Транспорт, 1983. - 283 с.

37. Heumann H.I. Kolloidchemische Untersuchungen an Asphal-tenen //Brenstoffchemic, 1965, V.46, №9. - P.275-277.

38. Petersen I.C., Ensley E. K., Barbour F.A. Molecular interec-tion of asphalt in the asphalt - aggregate interface région. - Transp. Res. Rec., 1974, № 515. - P. 67-78.

39. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. - М.: Химия, 1990. - С. 22.

40. Дейнега Ю.Ф., Думанский А.В., Лобастова А.В. Диэлектрическое исследование процессов образования растворов мыло-углеводород. // Коллоидн. ж., 1959, т. 21, № 2. - С. 170-173.

41. Ван Флек Л. Теоретическое и прикладное материаловедение. - М.: Атомиздат, 1972. - 472 с.

42. Герасимов Я.И., Древинг В.П., Еремин Е.Н. и др. Курс физической химии. В 2 т., т. 1. - М.: Химия, 1969. - 592 с.

43. Перепечко И.И. Свойства полимеров при низких температурах. - М.: Химия, 1977. - 270 с.

44. Ienchel E., Herwig H.U., Koll Z., 1956, Bd. 148 № 1-2. - Р. 57-66.

45. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. -М.: Транспорт, 1973. - 261 с.

46. Макк Ч. Физическая химия битумов. // Битумные материалы - асфальты, смолы, пеки / Под ред. А. Дж. Хойберга, - М.: Химия, 1974. - С. 7-88.

47. Колбановская A.C. Влияние поверхности каменного материала на свойства битума в тонких слоях. ДАН СССР, 1962, т. 143, № 50. - С. 1159-1162.

48. Колбановская A.C., Шамулис С.П. Влияние природы битума и каменного материала на их сцепление. // Исследование битумов и битумоминеральных смесей. - М.: Транспорт, 1967. - С. 47-54.

49. Ребиндер П.А. Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем. // Изв. АН СССР, серия «Химия», 1936, № 5. - С. 639-704.

50. Ребиндер П.А. Образование и механические свойства дисперсных структур. // Журн. ВХО им. Д. И. Менделеева, 1963. Вып. 8, №2.-С. 162.

51. Базарон У.Б., Дерягин Б.В., Булгадаев A.B. Исследование сдвиговой упругости жидкостей в объеме и граничных слоях. // Исследования в области поверхностных сил. - М.: Наука, 1967. - С. 43-52.

52. Дерягин Б.В. Динамика тонких слоев жидкостей. // Поверхностные силы в тонких пленках. - М.: Наука, 1979. - С. 103-109.

53. Эйгелес М.А., Моисеев В.М., Блох A.M. О дальнодейст-вующем влиянии поверхностных сил минеральных систем. // Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах. - М.: Наука, 1972. - С. 271-276.

54. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. - М.: Мир, 1979. - 568 с.

55. Иващенко Ю.Г., Желтов П.К., Шошин Е.А. О взаимосвязи условий формирования структуры модифицированных фурановых композитов. // Новое в строительном материаловедении. / Под. ред. д.т.н. В. И. Соломатова. - М.: МГУПС, 1997. - С. 43-51.

56. Ракчеев А.Д. Новые физико-химические методы изучения минералов, горных пород и руд. Справочник. - М.: Недра, 1989. - 230 с.

57. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы. / Под. ред. Е. Я. Юдина. - М.: Стройиздат, 1966. - С. 190-191.

58. Никифоров A.C. Вибропоглощение на судах. - Л.: Судостроение, 1979. - 184 с.

59. Авиационная акустика: Труды ЦАГИ. Вып. 1207. - М.,

1970.

60. Тартаковский Б.Д. Изгибно-продольные колебания составных стержней, состоящих из жестких слоев. // Вибрация и шумы (физические исследования). / Под ред. А. В. Римского-Корсакова. -М.: Наука, 1969. - С. 88-102.

61. Быков В.А. Современные зарубежные акустически-эффективные материалы, применяемые для снижения внутреннего шума в автомобилях. - М., 1984. - 82 с. Деп. в ВИНИТИ 5.09.1983, № 2 (148).

62. Зеленев Ю.В., Бартенев Г.М., Демишев Г.К. Определение динамических характеристик полимеров резонансным методом. // Заводская лаборатория, 1963, т. 29, № 7. - С. 868-872.

63. Демпфирующий материал.: A.c. 679426 СССР МКИ В32В5/22. Быков В.А., Самсонов A.B. (СССР). - 4 с.

64. Демпфирующий материал.: A.c. 897569 СССР МКИ В29Н9/10. Быков В.А., Самсонов A.B. (СССР). -6 с.

65. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. - М.: Наука, 1952. - С. 20.

66. Тартаковский Б.Д. Вибропоглощение. Борьба с шумом на производстве./ Под ред. Е. Я. Юдина. - М.: Машиностроение, 1985. -С. 270.

67. Oberst Über die Dämpfung der Biegeschurngunden dünner Bleche durch Festhaftende Beläge. // Acoustiche Beihefte. 1962, 24. -P. 181-195.

68. Ungar E., Kerwin E. Plate damping due to thikness viscoelas-tic layers. //IASA. 1964, v. 36, №2. - P. 386-392.

69. Kerwin E. Damping of flexural by a constrained viscoelastic layers. //IASA, 1959, v. 31, № 7. - P. 952-964.

70. Гольберг И.И. Механическое поведение полимерных материалов. - М.: Химия, 1970. - 190 с.

71. Слонимский Г.Л. Релаксационные явления в полимерах и пути их описания, //высокомолекулярные соединения. Сер. А61971, т. 13, №2. - С. 450-460.

72. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1973. - 246 с.

73. Иноземцев A.A., Кузьменков Б.П. Сопротивление упруго-вязких материалов. - М.: Стройиздат, 1966. - 320 с.

74. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. - С. 36-

43.

75. Колтунов М.А. К вопросу выбора ядер при решении задач с учетом ползучести и релаксации. //Механика полимеров, 1966. Вып. 4. - С. 483.

76. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. - М.: Высшая школа, 1976. - 277 с.

77. Gross В. Mathematical structure of the theories of viscoelastic-ity, Hermann, - Paris, 1953. - 520 p.

78. Кристенсен P. Введение в теорию вязкоупрутости. - М.: Мир, 1976. - С. 283.

79. Шефферд П. Минеральные наполнители - В кн.: Битумные материалы, асфальты, смолы, пеки. /Под ред. А. Хойберга. - М.: Химия, 1974. - С. 198.

80. Композиция для изготовления вибропоглощающего материала.: А.С. 960052 СССР МКИ В32В11/00. Быков В.А., Самсонов

A.В., Горелов В.А., Аксенова Н.И., Муравкина Р.Ф., Федорова JI.C.

81. Быков В.А., Самсонов А.В. Исследование акустических свойств вибропоглощающих материалов. //Автомобильная промышленность, 1977, № 8. - С. 33.

82. Рейнер М. Деформация и течение. - М.: Гостоптехиздат, 1963. - 124 с.

83. Scheffe Н. Experimente with mixtures. - I.Roy Statist. Soc., 1958, v.B20, №2, p.344.

84. Gorman I.W. Hinmam I.E. Simplex lattee designs for multi-component System. - "Technometrics", 1962, v.4, № 4. P. 463.

85. Зедгинидзе И.Г. Математическое планирование эксперимента для исследования оптимизации свойств смесей. Тбилиси.: "Мецниереба", 1971. - 285 с.

86. Lambrakis D. J. Roy Statist, Soc. Ser. B, 1968, №1. P. 30.

87. Sclreffe H. J. Roy Statist, Soc. Ser. B, 1963, №2. P. 25.

88. Draper N., Lawrence W. J. Roy Statist, Soc. Ser. B, 1965, №3. P.27.

89. Kiefer I. J. Roy Statist, Soc. Ser. B, 1968, №2. P. 30.

90. Kiefer I. Ann. Math. Statistics, 1961, №1. P. 32.

91. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для трехком-понентных смесей. - М.: Наука, 1976. - 390 с.

92. Ровенькова Т.А. Планирование эксперимента в производстве химических волокон. - М.: Химия, 1977. - 175 с.

93. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. - М.: Наука, 1967. - С. 180.

94. Состав для получения листового вибропоглощающего материала.: А.с. 914601 СССР МКИ С08КЗ/22. Самсонов А.В., Быков

B.А., Аксенова Н.И. - 8 с.

95. Малкин А.Я., Аскидский А.А., Коврига В.В. Методы измерения механических свойств полимеров. - М.: Химия, 1978. - 330 с.

96. Oberst H.Über die Dämfung der Biegschwingungen dünner Bleche fest naftende Belage (Nachtrag zuz Arbeit) - Akustische Beichefte, 1953, B. 3, № 3. - S. 452.

97. Schwazl F. Forced bending and axtensional Vibration of a two - layered compaund linear viskoelastic beam, 1958, v. 8, № 3. P. 164-172.

98. Ross W. Ungar E., Kerwin E. Damping of plate Flexural vibrations by Means of viskoelastic Laminai. - Structural Damping, Per-gamon Press, 1960. P. 42-87.

99. Наумкина H.И., Тартаковский Б.Д., Эфрусси М.М. Экспериментальное исследование некоторых вибропоглощающих материалов. - Акустич. журн., 1959, т. 5, № 2. - С. 196-201.

100. Вибрации в технике. / Под ред. В.В. Болотина. - М.: Машиностроение, 1978, в 2т. т. 1. - С. 182.

101. Хувинк Р., Ставерман А. Химия и технология полимеров. // Основы химии и физики полимеров. / Под ред. M. М. Котона. -М.: Химия, 1965, т. 1. - 676 с.

102. Самсонов A.B., Быков В.А. Исследования температурно-частотного поведения вибропоглощающего материала. - Саратов, 1989. - 11 с. Рукопись представлена Саратовским политехническим институтом. Деп. в ВИНИТИ 28.03.1989, 1 1996, В89.

103. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. - М.: Наука, 1966. - 752 с.

104. Звонов E.H., Мамин Н.И. Паперник Л.Х., Цейтлин Б.М. Определение характеристик ползучести линейных упруго-наследственных материалов с использованием ЭЦВМ. // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1968, № 5. - С. 72-76.

105. Гольман А.Я., Щербакова В.В., Кислов Е.И. Способ определения параметров для описания кривой ползучести упругонаслед-етвенных материалов на основе таблиц-функций Работнова. - М.: Машиностроение, 1977, № 6. - С. 77-82.

106. Ривкинд В.Н. Способ определения параметров дробно-экспоненциальной функции для описания кривой ползучести. В кн.: Свойства стеклопластиков и методы их контроля. - Л.: 1974, Вып. 3. - С. 111-114.

107. Работнов Ю.Н., Паперник Л.Х., Звонов E.H. Таблицы дробно-экспоненциальной функции отрицательных параметров и интеграла от нее. - М.: Наука, 1969. - 132 с.

108. Ржаницин А.Р. Некоторые вопросы механики систем, деформирующихся во времени. - М.: Стройиздат, 1949. - 252 с.

109. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. - М.: Высшая школа, 1976. - 277 с.

110. Екельчик B.C., Рябов В.М. Об использовании одного класса наследственных ядер в линейных уравнениях вязкоупругости. // Механика композиционных материалов, 1981, № 3. - С. 393-404.

111. Самсонов A.B. О применении слабосингулярных ядер в области линейной вязкоупругости. // Математические и условно-логические модели объектов для векторно-энергетического управления в технических, биологических и социальных объектах. Доклады Российской конференции. - Балаково, 1998. - С. 91-95.

112. Хламов А.Ф. К теории ползучести вязкоупругих тел. В кн: Ползучесть в конструкциях. Материалы 2 Всесоюзной конференции -Новосибирск, 1984. - С. 164.

113. Самсонов A.B., Хламов А.Ф. Определение вязкоупругих характеристик вибропоглощающего материала. Мат. Уральской конф. Применение КМ на полимерной и металлических матрицах в машиностроении. - Уфа, 1985. - С. 106-107.

114. Елизаров Ю.М. Снижение шума и вибрации при формовании сборного железобетона. - М.: Стройиздат, 1970. - 175 с.

УТВЕРЖДАЮ

Технический директор ОАО"Балако

АКТ

Комиссия в составе:

председателя - зам. технического директора А.Г.Соломоненко и членов - начальник ЦЖ) С.Д.Грущин начальник ТО Н.Г.Морозова составила настоящий акт внедрения карбонатного наполнителя в производстве битумных и текстильно-битумных прокладок на ОАО "Балаковоре-эинотехника", по результатам работы на тему; 'Композитные вибропоглощающие материалы на битумном связующем", научный руководитель д.т.н. Иващенко Ю.Г., ответственный исполнитель-соискатель Самсонов A.B.

Комиссия констатирует, что в результате проведения исследований были получены следующие важные для практики-изготовления и эксплуатации битумных вибропоглощающих материалов результаты:

- найден акустически и экономически более эффективный дисперсный карбонатный наполнитель взамен баритового концентрата;

- методом математического планирования разработаны оптимальные составы рецептур;

- выявлена положительная роль введения стирольно-имденовой смолы в состав рецептуры для прокладок №/180);

- изготовлены опытно-промышленные партии прокладок и получены положительные заключения ВАЗа.

Комиссия отмечает патентную чистоту разработки, которая защищена авторскими свидетельствовами № 9I460I от 6 октября 1977г., № 960052 от 3 декабря 1980г. и рац.предложением № 2144 от 18 февраля 1977г. Экономический эффект по ценам 1991г. составил 490000 рублей в год.

Председатель комиссии

Члены комиссии

А.Г. Соломоненко С.Д. Грущин Н.Г. Морозова

. /S-V

«УТВЕРЭ

И. о. гла&його икженер{к п/о «Б^/шово^езинрФёхй

i.;T. СолЪадоЙенко^ 4>1981г./р/

х!

РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНО^

ОТ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО БИТУМНЫХ ПРОТИВОШУМНЫХ ПРОКЛАДОК НА П/О «БАЛАКОВОРЕЗИНОТЕХНИКА» ДОЛОМИТА ВЗАМЕН БАРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПО РАЦИОНАЛИЗАТОРСКОМУ ПРЕДЛОЖЕНИЮ

№ 2144

В производстве битумных противошумных прокладок для автомобилей применяется дорогостоящий и дефицитный баритовый концентрат. Применение баритового концентрата дает возможность изготовлять битумные противошумные прокладки по утвержденным на п/о «Балаковорезинотехника» рецептурам с противошумными свойствами 5-6 дБ/с. Применение в производстве битумных противошумных прокладок вместо баритового концентрата доломита позволяет увеличить противошумные свойства прокладок до 10-12 дБ/с и повысить тем самым комфортабельность и конкурентоспособность отечественных автомобилей, а также снизить себестоимость указанных прокладок без изменения других свойств прокладок (см. ТУ 38105924-80).

До настоящего времени доломит в производстве битумных противошумных прокладок как за рубежом, так и в СССР не применялся.

Исходя из этого, годовая экономическая эффективность рассчитывалась по методике, утвержденной СМ СССР от 18.02.80г., по следующей формуле:

Ээ =[(Сс +КСЕС )-(Сн +КНЕН )]А,

где Сс - себестоимость баритового концентрата 45 руб./т (доп. № 11 к ► прейскуранту № 050 от 26.03.80г., № 444 поз. 7-008);

Сн - себестоимость доломита, не более 10 руб./т (по данным Никитовского доломитового завода, журнал «Химия и жизнь», № 2, 1980г., с. 21, себестоимость 4,65 руб./т); ^ Кс и Кц - нормативные коэффициенты капитальных затрат баритового

концентрата и доломита;

Ес и Ен - удельные капитальные затраты при применении баритового # концентрата и доломита;

А - годовой объем потребления доломита, А = 14 000 т/год. В связи с тем, что Кд Ее = Кн Ен , то приведенная выше формула для расчета годовой экономической эффективности от применения доломита в производстве битумных противошумных проклаДбк" упрощается и принимает следующий вид:

Ээ=(Сс-Сн)А, откуда годовая экономическая эффективность:

Ээ =(45-10) 14000=490 тыс. руб. / год. Таким образом, ожидаемая годовая экономическая эффективность от внедрения в производство битумных противошумных прокладок только на п/о «Балаковорезинотехника» составит 490 тыс. руб. в год.

Начальник

планово-экономического отдела / ' Г. В. Карасев

\Утверждаю

^»«■*1#.т*1чальнйка .управления . -- 0рПО-.ЙССлвдовательских

Л.М.Трщудак

19ВХ г«

^нве

радаю инженер СКП

•Я.Кокотоа 1981 г,

: а к т

V производственных испытаний опытно-промшилешюй партии битумных прокладок пола,наполненных доломитом взамен барита.

сентябрь 1981 г.

г.Тольятти

Настоящий акт составлен в том,что согласно планов совместных работ между ВАЗ ом ,110 "Балаковорезинотехника", ШИАТМ и Еалаков-ским филиалом Саратовского политехнического института на ПО "Ба-лаковорезинотехника" 8, 9 и 10 сентября 1981 г. изготовлена оштно-промышле1шая партия битумных вибропоглошающих прокладок пола и отправлена на ВАЗ. Из этой партии 30.09.81 500 штук прокладок испытаны в лабораторных и производственных .условиях ВАЗа.

Вио'ропоглошающие прокладки 2101-5002010; 2101-5002014; 2101-5002016; 2101-5002019;$101-5002011; изготовленные из нового битумного материала, содержащего вместо баритового концентрата измельченный доломит с просевом на сите 0,1мм по рецептуре;

битум 27/й асбест 13$ доломит 60%

серийная рецептура:

битум 30$

асбест 13$

баритовый концентрат 57$

Использование битумных прокладок из материала указанной опытной рецептуры в автомобилях ВАЗ позволит:

I,Повысить вибродемпфирушие свойства прокладок в 1,5 раза по сравнению с серийными и тем самым повысить конкурентоспособность автомобиля.

2.Снизить оптовую цоцу прокладок за счет более 1шзкой стоимости доломита по сравнению с баритовым концентратом и асбестом»

3.Снизить расход дефицитного асбоста.

Производственные испытания,проведенные в цехе №4 на линии "Лак I" показали, что опытные битумные прокладки не имеют технологических отклонений и могут быть использованы для комплектации автомобиля ВАЗ.

Подписи От ВАЗа:

От Балаковского

филиала СПИ

И.О.начальника лаборатории полимерных материалов УЛИР

от ПО "Балаковорезино-

техника" яшсенор ОАЭСП

и

^¿■^^Ведерникова Г.П

Блок-схема решения задачи аппроксимации

Аппроксимация. Часть 1.

С начало ')

I

^ ввод исходных / / _данных /

вычисление коэффициентов системы _уравнений_

вывод значении

коэффициентов системы /

"______

С конец

Аппроксимация. Часть 2.

С^ачалсГ^)

ввод исходных данных

вычисление среднеквадратичного отклонения Z и модулей ни и 1112

А.

вывод значении

Z, 11Ц И 1112

I

конец У

{ Аппроксимация часть 1 } var

Q,p,t:array [1 .Л 1] of real; H:array [0..2Д.З] of real; a,d,b,g,c,e,l,M,s:real; i:integer; begin

writeln (' введите время и П эксперим.'); for i:=l to 11 do readln (t[i],p[i|); writeln ('введите значение "альфа"'); readln (a);

d:=0;b:=0;c:=0;g:=0;e:=0;l:=0;M:=0;s:=0; for i:= 1 to 11 do begin

Q[i]:=exp(a*ln(t[i])); d:=d+Q[i];b:=b+p[iJ;c:=c+p[iJ*Q[i]; g:=g+sqr(p[i]);e:=e+sqr(p[i])*Q[i]; 1:=1+p [i] *sqr(Q [i]) ;M:=M+sqr(p [i]) *sqr(Q [i]); end;

HlO^l^MjHtOJJ^eiHtO^l^-cjHtO^l-l; H[1,0}:=e;H[l ,l]:=g;H[l ,2]:=-b;H[l ,3]:=c; . Н[2,0]:=с;Н|2Л]:=Ь;Н[2,2]:=-11;Нр,3]:=Л; writeln ('Коэффициенты системы уравнений для решения методом Гаусса'); writeln;

writeln (H[0,0j: 10:5/ \Н [0,1 J: 10:5,' ',Н[0,2]: 10:5,' \Н[0,3]:10:5); writeln (Н[1,0]:10:5,' ',Н[1,1]:10:5,' \Н[1,2]:10:5,' ',Ы[1,3]:10:5); writeln (Н[2,0]:10:5/ ',Н[2,1 ]: 10:5/ '№,21:10:5,' \Н [2,3]: 10:5); end.

Результат решения системы уравнений: Хо=0.0041162 Xi=0.23745 Х2= 1.42878

{ Аппроксимация часть 2 } var

G,p,y:array [1.. 11] of real; t:array [1.. 11] of integer; x:array [0..2] of real; a,z,k,ml,m2,s:real; i ¡integer; begin

writeln ('введите X0,X I ,X2'); reaclln (x[0],x[l],x[2j); writeln;

writeln (' введите время и П эксперим.'); for i:=l to 11 do readln (t[i],p[i]); writeln ('введите значение "альфа"'); readln (a); for i:=l to 11 do begin

k:=exp(a*hi(t[i]));

y[i]:=(k+x[2])/(k*x[0]+x[l]);

G[i]:=sqr(p[i]-y[il);

s:=s+G[i];

end;

z:=sqrt(s)/9;

ml:=x[l]/x[2];

m2:=l/x[0J;

writeln (' время \'П эксп. Л'У расчет. ');

for i:= 1 to 11 do

writeln (t[ij: 10,p[i]: 10:2,y[i]: 10:2);

writeln;writeln;

writeln('z=,,z: 10:6,' 7ml=\m 1:10:6/ \*m2=\m2:10:6) end.

Результат решения:

дня a=0.472 Z=0.158250 ml =0.166191 m2=242.9425