新型軌枕復(fù)合材料組分與結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究.pdf

1、隨著我國可采森林資源的日益減少，木材供應(yīng)缺口的不斷增大，森林采伐與木材加工剩余物的利用越來越受到關(guān)注與重視。開發(fā)木質(zhì)剩余物資源，用以研制新型軌枕復(fù)合材料，一方面可以節(jié)約大量木材，變廢棄物為寶，使尚未得到充分利用的廢棄資源發(fā)揮最大的效能;另一方面，這種新型軌枕材料可滿足鐵路高速發(fā)展對軌枕數(shù)量和技術(shù)性能的要求，具有較高的研究價值和積極的社會意義。
　　本研究首先通過理論研究初步確定新型軌枕復(fù)合材料的單元組分與結(jié)構(gòu)設(shè)計方案;采用DPS數(shù)

2、據(jù)處理系統(tǒng)對復(fù)合材料制備工藝研究的實(shí)驗(yàn)因子進(jìn)行均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理，獲得新型軌枕復(fù)合材料的最佳制備工藝條件;在最佳制備工藝條件的基礎(chǔ)上，利用Minitab進(jìn)行平衡方差分析以及最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較，研究三種填充材料與四種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對軌枕復(fù)合材料靜曲強(qiáng)度、彈性模量、吸水厚度膨脹率、干態(tài)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、濕態(tài)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等6項(xiàng)性能的影響。主要研究結(jié)論如下：
　　(1)確定新型軌枕復(fù)合材料的單元組分:

3、木質(zhì)剩余物為填充材料，酚醛樹脂為基體材料，玻璃纖維與毛竹片為增強(qiáng)材料，其它添加劑包括尿素、石蠟溶液、KH550型偶聯(lián)劑等。并對新型軌枕復(fù)合材料進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　(2)確定熱壓時間、施膠量和密度作為新型軌枕復(fù)合材料制備工藝研究的實(shí)驗(yàn)因子，各實(shí)驗(yàn)因子的最優(yōu)解為:熱壓時間t=0.7min/mm;施膠量m=14.30％;密度ρ=0.96g/cm3。
　　(3)獲得新型軌枕復(fù)合材料最佳制備工藝條件為:熱壓溫度T=1

4、80～200℃;單位熱壓力P=3.5MPa、保壓單位熱壓力P1=1.9MPa、平衡單位熱壓力P2=0.3～0.5MPa;熱壓時間t=0.7min/mm;施膠量q=14.30％;密度ρ=0.96g/cm3。
　　(4)研究三種填充材料（落葉松、楊樹、混合木質(zhì)剩余物）、四種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案（方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ和方案Ⅳ）對軌枕復(fù)合材料6項(xiàng)性能的影響，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案Ⅳ與混合木質(zhì)剩余物為新型軌枕復(fù)合材料的最佳設(shè)計方案與填充材料。