多軸載荷下橡膠球鉸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、軌道車輛中以橡膠球鉸為代表的橡膠彈性元件廣泛使用大大提高了其安全性和舒適性。然而由于長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)交變載荷的沖擊下工作，容易發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞是造成橡膠類產(chǎn)品壽命下降的主要因素，目前仍沒有成熟的估算理論。國(guó)內(nèi)外橡膠領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的壽命預(yù)測(cè)方法有兩種：裂紋形核法與裂紋擴(kuò)展法，前者關(guān)注裂紋從無到有的階段，而后者主要模擬裂紋從出現(xiàn)到破壞的階段。本文用實(shí)際產(chǎn)品承載下的應(yīng)變歷程定義為輸入，結(jié)合橡膠材料試驗(yàn)，以開裂能（Cracking energy

2、 density method簡(jiǎn)稱CED）為基礎(chǔ)對(duì)多軸載荷作用下橡膠球鉸的形核壽命進(jìn)行預(yù)報(bào)，并驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果。主要開展了如下工作：
　?。?）詳細(xì)概述了軌道車輛轉(zhuǎn)向架上所運(yùn)用的橡膠元件的種類及其常見失效形式，闡述了疲勞破壞的影響因素，破壞機(jī)理以及常用分析方法。
　?。?）歸納了橡膠結(jié)構(gòu)處于多軸承載下的使用壽命評(píng)估方法，重點(diǎn)介紹了本文使用的開裂能理論及模型應(yīng)用特點(diǎn)。
　?。?）基于開裂能理論，結(jié)合有限元分析軟件，采用了一

3、種基于Abaqus+Endurica平臺(tái)下的橡膠多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)的方法，并對(duì)預(yù)測(cè)過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。該方法的優(yōu)越性體現(xiàn)在：在承受多軸載荷下，既能較為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出疲勞壽命值，又能對(duì)橡膠構(gòu)件可能出現(xiàn)裂紋的區(qū)域進(jìn)行預(yù)報(bào)，體現(xiàn)了臨界面的特征。
　?。?）多軸載荷下橡膠球鉸疲勞壽命評(píng)估的工程化研究。首先，運(yùn)用有限元軟件和疲勞評(píng)估軟件對(duì)橡膠球鉸原始結(jié)構(gòu)的疲勞壽命及危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)報(bào)，開展臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果可靠性的評(píng)估。其次，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果闡述疲勞危險(xiǎn)區(qū)