橡膠彈性減振元件疲勞壽命預(yù)測(cè)研究.pdf

1、隨著軌道交通的迅猛發(fā)展，人們對(duì)車輛的安全性、舒適性和可靠性提出了更高的要求。橡膠彈性減振元件以其良好的減振和隔振性能，被愈來愈廣泛的用于軌道車輛減振系統(tǒng)中。橡膠彈性減振元件在軌道車輛系統(tǒng)中起牽引、懸掛、隔振、緩沖的作用，使用工況復(fù)雜，受到交變應(yīng)力作用，其使用壽命直接關(guān)系到整車的安全性和可靠性，因此研究它們?cè)陂L期機(jī)械載荷作用下的疲勞、斷裂行為，進(jìn)行比較準(zhǔn)確的強(qiáng)度分析和壽命預(yù)測(cè)，為其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，具有重大使用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。<

2、br>　　本文采用斷裂力學(xué)方法研究橡膠材料的斷裂、疲勞特性，以撕裂能為主要參量，建立橡膠減振材料的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。通過典型橡膠彈性減振元件—錐形簧的非線性有限元分析，研究復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下橡膠材料等效應(yīng)力的計(jì)算方法，將復(fù)雜應(yīng)力作用下橡膠彈性元件的疲勞問題轉(zhuǎn)化為單向應(yīng)力作用下的疲勞問題，從而對(duì)橡膠彈性元件進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)，最后通過錐形簧的疲勞試驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　全文分兩部分：第一部分首先對(duì)現(xiàn)有橡膠材料的本構(gòu)模型進(jìn)行分析研究，

3、并利用橡膠力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合3階、4階和5階超彈Ogden本構(gòu)模型的參數(shù)，用于后面錐形簧的非線性有限元分析。其次，基于斷裂力學(xué)理論，研究帶單邊預(yù)制切口拉伸（SENT）試樣的應(yīng)變能、撕裂能與試樣切口長度和伸長率之間的關(guān)系，通過有限元仿真計(jì)算，建立 SENT試樣的J積分與撕裂能間的定量關(guān)系。第三，根據(jù)橡膠材料撕裂能與裂紋擴(kuò)展率的冪律關(guān)系，利用純剪切 NR68橡膠試樣的裂紋擴(kuò)展疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出以撕裂能范圍為損傷參量的橡膠材料疲勞壽命預(yù)測(cè)模