文档介绍：学兔兔
第卷第期机械工程学报. .
年月
: ./ ...
基于线性疲劳累计损伤橡胶悬置
疲劳寿命预测研究水
王文涛, 上官文斌, 段小成, 姚斌辉
.华南理工大学机械与汽车工程学院广州;
.广州城市职业学院机电工程系广州;.宁波拓普集团股份有限公司宁波
摘要:橡胶元件疲劳寿命的有效预测是其设计开发过程中的重要环节。引入橡胶元件线性疲劳累计损伤原理,提出张量形式
橡胶疲劳寿命公式,且根据橡胶材料的实际承载工况提出其失效标准。依据橡胶材料的承载变形可简化为单轴拉伸及简单切
应变,设计用于承载拉伸载荷的哑铃型橡胶试柱和承载剪切载荷的环形橡胶试柱,并实测疲劳寿命数据,以最乘法原理
拟合拉伸与剪切的疲劳寿命函数公式。以车用变速箱悬置与发动机后悬置为疲劳寿命预测研究对象,通过分析其承载位移载
荷时的应变张量,利用张量形式的疲劳寿命预测公式预测两种悬置在两种典型工况下的疲劳寿命。结果发现,橡胶材料的拉
伸疲劳寿命曲线与简单剪切疲劳寿命曲线的变化趋势一致、形状类似、拟合函数幂指数十分接近:张量形式的疲劳寿命预测
公式可有效地预测橡胶悬置的疲劳寿命。
关键词:疲劳寿命预测线性疲劳累计损伤橡胶悬置应变张量
中图分类号:

, , ,
. ,
;
. ,,;
..,.,
: .
.,
.
,.
.,
. ,
,
.,
.
.
:
应用于汽车隔振件、轮胎及密封件等¨。此类元件
前言的综合性能对整车噪声、振动、声振粗糙度,
,,性能及安全性影响较大,
橡胶材料具有优良的隔振、缓冲性能,已广泛且其工作环境恶劣,承载情况复杂,较易发生疲劳
失效。加之, 目前橡胶元件的疲劳寿命预测尚未形
国家自然科学基金资助项目。收到初稿,
收到修改稿成行之有效的方法。因此,对其展开有效疲劳预测
学兔兔
年月王文涛等:基于线性疲劳累计损伤橡胶悬置疲劳寿命预测研究
寿命研究在学术上和工程上均具有重要意义。据两类橡胶悬置的实际承载应变的有限元分析结
目前,主要存在两类预测橡胶疲劳寿命的方法。果,基于橡胶元件承载应变张量预测并验证了两类
一类是基于连续介质力学理论的裂纹萌生形成寿命橡胶悬置的疲劳寿命,且根据悬置加载后的应变云
法,另一类是基于断裂力学理论的裂纹扩展寿命分图预测了疲劳失效发生的位置。研究结果表明:橡
析方法。前者旨在揭示橡胶元件某局部位置的应胶材料的拉伸疲劳寿命曲线与简单剪切疲劳寿命曲
力、应变的变化历程和该橡胶元件寿命的内在联系。线的变化趋势一致、形状类似、拟合函数幂指数十
后者关注于橡胶元件中某局部位置的微小裂纹的扩分接近;二者疲劳寿命与对数应变存在较强的幂函
展过程及其对橡胶元件疲劳寿命的影响。但这两种数关系。当以静刚度降级%为失效标准与基于橡
方法均有不足,主要表现在难以设计合适的试验方胶元件承载应变张量的线性疲劳累计损伤寿命预测
法来确定橡胶元件某局部位置的应力一应变历程和公式时,某变速箱悬置的预测寿命大约分布在实测
微小裂纹的扩展过程。相对而言,裂纹萌生形成寿寿命的士倍实测疲劳寿命范围内,发动机后悬置的
命法无须考虑初始微小裂纹存在位置且其在