单轴拉伸状态下橡胶隔振器的疲劳寿命预测研究

针对橡胶隔振器疲劳寿命预测问题,基于哑铃型橡胶材料试片的疲劳寿命试验数据,建立橡胶隔振器的疲劳寿命预测模型,进而提出橡胶隔振器疲劳寿命预测的研究方案。设计了一哑铃型橡胶试片进行拉伸疲劳试验,实测其疲劳寿命数据并以最小二乘法拟合了该试片疲劳寿命的幂函数预测模型。再通过有限元方法计算了橡胶隔振器的三种常见的疲劳寿命评价参数：对数主应变、柯西主应力和应变能密度,最后将橡胶隔振器的疲劳寿命预测值与实测值进行比对。结果发现：当疲劳失效标准静为刚度降级25%时,三种疲劳寿命评价参数均能较好地拟合成幂函数疲劳寿命预测模型,对数主应变的预测值较为接近实测值、应变能密度参数的预测值约为实测值2倍左右、柯西主应力预测寿命的可靠性验证系数均接近5,且三种疲劳损伤评价参数的疲劳寿命拟合曲线形状均较为相似。     

成型方式对橡胶隔振器疲劳性能的影响

对于橡胶隔振器疲劳性能问题,其成型方式的影响容易被忽略。结合KPM-2型橡胶隔振器的试制情况,分别对采用填压、注压和注射3种成型方式制作的产品进行常规疲劳性能试验和大振幅加速疲劳性能试验,得到不同成型方式制作的隔振器的疲劳寿命。考虑橡胶胶料与模具的温度梯度差大小、橡胶的流动性和硫化压力等因素,分析并总结3种成型方式对隔振器疲劳性能产生影响的原因。得出常规疲劳性能试验条件下,由各成型方式制得的产品均能满足船舶行业规定的疲劳性能要求,但在加速疲劳性能试验条件下,其疲劳性能差异较大,且注射成型是获得隔振器优良疲劳性能的最佳成型方式的结论。     

环境因素对船用橡胶隔振器寿命期内静动态性能影响研究

在船用橡胶隔振器使用寿命周期内,环境条件(紫外线、臭氧与热老化)对其动态性能的影响作用不容忽视,以船用BX型橡胶隔振器为研究对象,采用强化疲劳试验的方法模拟船用隔振器的寿命周期,研究在隔振器寿命周期内紫外线、臭氧与热老化3种环境因素对隔振器静刚度、动刚度以及机械阻抗特性的影响,通过分析得出:在船用寿命周期内,在环境因素作用下隔振器静刚度一般会减小,而动刚度变化情况不一致,并且其变化情况与橡胶配方存在一定关系;隔振器经过环境因素作用后,其静刚度与动刚度若没有明显变化,则其机械阻抗与声学性能也相应没有发生明显变化。该结论在现实工程中具有一定的参考意义。     

基于开裂能密度及裂纹扩展特性的橡胶隔振器疲劳特性预测

基于开裂能密度的连续介质力学参数及橡胶材料裂纹扩展特性(裂纹扩展速率与撕裂能之关系),获得橡胶部件多轴疲劳特性计算公式,并计算某汽车动力总成橡胶隔振器的疲劳特性。计算与试验对比表明,橡胶隔振器疲劳特性预测(寿命、开裂位置及开裂方向)与实测较一致。预测疲劳寿命分布在实测疲劳寿命的1/2倍分散因子内,满足工程疲劳寿命预测要求。提出的橡胶隔振器多轴疲劳特性预测方法,可用试验效率较高、投入较少的材料裂纹扩展试验代替耗时较多的材料疲劳破坏试验,不仅能为橡胶部件前期疲劳设计提供参考,亦能大幅缩短产品疲劳设计周期。     

船用橡胶隔振器寿命评估方法研究

橡胶隔振器随使用时间延长会逐渐老化,阐述了橡胶的老化机理和橡胶隔振器的功能特性和失效判断准则,并提出基于加速等效疲劳试验和热空气加速老化试验的橡胶隔振器寿命评估方法,使用该方法评估了某型船用隔振器的使用寿命。     

隔振降噪用橡胶动态特性

隔振降噪用橡胶胶料及其制品的动态参数是决定振动与噪声控制中隔振度和降噪量的重要依据。本文从工程实用角度出发,对常用橡胶的动态特性加以阐述。具体涉及到胶料的静、动态弹性模数,隔振器等橡胶制品的静、动态刚度以及它们的动静比和阻尼。进而结合丁腈胶和天然胶胶料及其隔振器的试验实例加以论证。目的是对橡胶隔振器与其它橡胶制品的刚度和阻尼设计提供参考。     

基于橡胶隔振器动静态试验的弹性材料参数反演及预测模型研究

本研究根据WH150橡胶隔振器的动静态实测数据,通过Abaqus与Isight联合仿真,反演弹性材料的超弹本构参数和黏弹本构参数。输入反演的橡胶本构参数,建立橡胶隔振器的预测模型,该模型推导出的三向静刚度、动刚度和动态传递率误差均小于10%。将预测模型应用于隔振器实际使用工况的计算中,可快速评估橡胶隔振器的实际共振频率和疲劳寿命。      

含有橡胶隔振器振动系统时域响应的测试与计算分析

建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的炭黑填充橡胶隔振器（以下简称“橡胶隔振器”）动态特性的非线性模掣，用于描述橡胶隔振器的动态特性与预载、频率及振幅的相关性，模型的参数由橡胶隔振器动态特性的实验数据辨识得到：实测了在随机位移激励和阶跃位移激励下，含有橡胶隔振器的单自由度系统中质量块的时域响应；建立了在不同的激励下，含有橡胶隔振器的单自由度系统中质量块响应的求解方法，对一实际的系统进行了计算分析，与实验值进行的对比分析结果表明，所建立的模型和预测含有橡胶隔振器振动系统中质量块时域响应的力法，可以用于含有橡胶隔振器的复杂系统的时域响应分析。     

聚氨酯隔振器研究的新进展

聚氨酯是一种综合性能优良的弹性体材料,目前已在民用工程上得到广泛的推广应用。系统地介绍聚氨酯隔振器的国内外研究概况,对国内研制的高性能聚氨酯隔振器和橡胶隔振器进行性能比较。结果表明,聚氨酯隔振器在寿命、蠕变、承载能力、承载范围、隔振性能等方面均优于橡胶隔振器。     

橡胶隔振器参数计算与分析

以橡胶隔振器为研究对象,以橡胶材料绝对不可压缩的应变能函数原理为依据,利用有限元ABAQUS分析软件,建立超弹单元的有限元模型;选取橡胶材料单轴与双轴试验数据作为特性曲线的评估;并用Ogden方法,对橡胶隔振器的特性进行数值计算分析,所预测的计算结果与试验结果取得较好的吻合.