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碼頭船用橡膠護舷高彈性的物理原因
- 2020-03-26-


1.橡膠護舷高彈性的理論基礎

橡膠護舷具有較高的彈性,可以吸收靠泊在碼頭的船舶的衝擊力。原因是熵彈性的本質是橡膠本身的基本特征。橡膠的高彈性主要是由於鏈狀聚合物的構象熵的貢獻,熵越大,它越穩定。普通材料(如鋼板)的一般彈性主要是由於原子之間勢能的貢獻,而能量越低,它越穩定。當然,橡膠的內能也有助於高彈性,但是其比例小於20%,這主要不會由於熵的作用而改變其高彈性。其次,橡膠護舷合理結構的能量吸收特性也發揮了30%的作用。

2.橡膠護舷大變形的物理原因

橡膠護舷的橡膠材料變形的可逆性非常大。拉伸十次後,一條好的橡膠條可以恢複到其原始狀態,而金屬材料的變形通常不超過百分之幾。這是因為聚合物的主鏈允許內部旋轉,這使得聚合物鏈呈現自發的卷曲狀態。例如,完全拉伸的鏈在外力作用下的尺寸變化非常大,這是橡膠大變形的根源。橡膠護舷在使用時會被壓縮(變形)以吸收能量,並且具有很高的結構彈性模量。橡膠護舷除了具有熵彈性和內能外,還可以很大程度地確保船舶和碼頭的安全。

3.橡膠護舷的“熱收縮和冷膨脹”特性

與人們對普通固體的“熱膨脹和冷收縮”的期望相反,處於變形狀態的橡膠在加熱後會收縮。