橡膠彈性減振元件疲勞壽命預測研究.pdf

1、隨著軌道交通的迅猛發(fā)展，人們對車輛的安全性、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，使用工況復雜，受到交變應力作用，其使用壽命直接關系到整車的安全性和可靠性，因此研究它們在長期機械載荷作用下的疲勞、斷裂行為，進行比較準確的強度分析和壽命預測，為其結構的優(yōu)化設計提供理論指導，具有重大使用價值和現(xiàn)實意義。<

2、br>　　本文采用斷裂力學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測模型。通過典型橡膠彈性減振元件—錐形簧的非線性有限元分析，研究復雜應力狀態(tài)下橡膠材料等效應力的計算方法，將復雜應力作用下橡膠彈性元件的疲勞問題轉化為單向應力作用下的疲勞問題，從而對橡膠彈性元件進行疲勞壽命預測，最后通過錐形簧的疲勞試驗結果對模型進行驗證。
　　全文分兩部分：第一部分首先對現(xiàn)有橡膠材料的本構模型進行分析研究，

3、并利用橡膠力學性能實驗數(shù)據(jù)擬合3階、4階和5階超彈Ogden本構模型的參數(shù)，用于后面錐形簧的非線性有限元分析。其次，基于斷裂力學理論，研究帶單邊預制切口拉伸（SENT）試樣的應變能、撕裂能與試樣切口長度和伸長率之間的關系，通過有限元仿真計算，建立 SENT試樣的J積分與撕裂能間的定量關系。第三，根據(jù)橡膠材料撕裂能與裂紋擴展率的冪律關系，利用純剪切 NR68橡膠試樣的裂紋擴展疲勞試驗數(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測模