橡胶材料疲劳寿命影响因素及研究方法综述

橡胶制品常在周期性交变应力下使用,橡胶材料的耐疲劳性能决定了橡胶制品的疲劳寿命。从延长橡胶制品的疲劳寿命出发,综述胶料配方、工艺条件和使用环境等对橡胶材料疲劳寿命的影响,总结橡胶材料疲劳寿命的研究方法以及有限元仿真预测橡胶材料疲劳寿命等方面的研究进展,指出橡胶材料传统的疲劳寿命分析方法和耐疲劳性能设计的局限性,这对于提升橡胶材料耐疲劳性能分析与设计及延长疲劳寿命具有指导意义。     

橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立

进行橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立。基于疲劳裂纹扩展和撕裂能理论以及依据GB/T1688—2008研制的橡胶材料疲劳试验机由执行机构、数据采集系统和控制系统构成,用于橡胶材料疲劳试验和破坏试验,可以分别测得橡胶材料裂纹扩展速度及撕裂能、破坏撕裂能。采用Yeoh模型作为本构模型,以有限元仿真分析计算不同应变下的撕裂能,得到裂纹扩展速度与撕裂能关系,而建立的橡胶材料疲劳寿命模型可以用于预测组成复杂的橡胶材料的疲劳寿命。     

防振橡胶材料疲劳寿命研究方法综述

防振橡胶不同于传统的橡胶。相比于传统的橡胶,防振橡胶有更大的弹性与绝缘性。因为防振橡胶的特性,其被广泛应用与我国的建筑、国防、工业等领域。目前,我国正在不断研发新技术,旨在不断提高防振橡胶的耐久度。为了提高防振橡胶的耐久度,一定要深入透彻研究防振橡胶材料的疲劳寿命理论。本文将从三个方面介绍目前我国研究防振橡胶材料的最新成果:橡胶的疲劳裂纹萌生法、疲劳裂纹扩展方法与疲劳损伤法。根据我国目前对防振橡胶材料的研究成果,提出考虑橡胶材料在疲劳载荷作用下产生的Mullins效应、永久变形、循环应力软化等非线性特性。     

橡胶材料单轴拉伸疲劳寿命预测的有限元分析

应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟哑铃形橡胶试样在单轴拉伸载荷下的Mises应力和拉格朗日应变分布,提取节点处的数据作为原始数据,导入Matlab二次开发的橡胶疲劳寿命计算程序,得到材料各个节点的疲劳寿命,再利用Python语言将计算结果导回Abaqus/Visualization模块,得到橡胶材料疲劳寿命云图。分析结果与相关试验数据基本相符。     

模具对橡胶衬套疲劳寿命的影响

<正>橡胶制品的疲劳破坏是指在受到某频率和周期应力的作用下橡胶材料的分子结构发生改变而出现破坏的现象。国内外橡胶制品生产企业一直非常重视对橡胶抗疲劳性能的改进和提高,橡胶的抗疲劳性能是反复受应力作用的减震弹性元件一项极为重要的性能,直接关系到减震功能失效和机车、车辆安全运行。     

交联体系对疲劳寿命的影响

本文介绍交联体系对天然橡胶悬挂橡胶悬挂衬套的疲劳寿命和其他性能的影响。悬挂衬套的疲劳寿命取决于交联体系,应变结晶能力,和橡胶嵌件与金属套筒之间粘合恰当等因素。硫黄／促进剂（Ｓ／Ａ）用量比较大,可使交联键中的多硫键含量增加,从而提高衬套的疲劳寿命,但较大的Ｓ／Ａ用量比通常会导致结晶能力的下降。Ｓ／Ａ比例为１．７时,疲劳寿命达到最高值。此比例似乎是结晶能力与交联链中多硫化物含量的最佳平衡点。     

孔隙对陶瓷球接触疲劳寿命的影响分析

本文通过陶瓷球接触疲劳寿命试验，分析了陶瓷球孔隙对陶瓷球接触疲劳寿命的影响，提出了提高陶瓷球接触疲劳寿命的方法。     

浅析普通V带结构工艺对疲劳寿命的影响

分析和研究了影响V带疲劳寿命的结构因素：线绳结构V带的缠绕系数、线径、张力,帆布的结构、加工工艺，硫化方式、硫化工艺等，并确定了较合理的生产工艺，提高了普通V带的产品质量。     

基于等效应变的橡胶弹性元件疲劳寿命预测研究

以橡胶材料的等效应变为疲劳损伤参量,利用沙漏状橡胶试样的疲劳试验测试数据,建立了橡胶弹性元件的疲劳预测模型。以拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,根据有限元分析结果得到疲劳载荷工况下拉杆球铰危险区域的等效应变范围,利用所建立的疲劳预测模型对橡胶球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并通过台架疲劳实验进行了对比验证。结果表明,预测疲劳寿命的误差小于30％,基于等效应变的疲劳预测模型能有效地预测弹性元件的疲劳寿命。     

疲劳与蠕变复合作用下PS的应变与寿命

对PS在疲劳/蠕变复合作用下应变与寿命进行了研究。结果表明：其疲劳/蠕变曲线与纯蠕变曲线十分相似。加载时间周期越短和疲劳载荷变化越频繁。结束普弹应变阶段应变越小，进入延迟弹性变形的平台应变阶段越早。在疲劳/蠕变复合作用下聚苯乙烯存在疲劳和蠕变的交互损伤，其断裂寿命比纯疲劳或纯蠕变的断裂寿命低。断裂寿命减小，疲劳/蠕变的交互损伤程度与温度密切相关，PS在较低温度的疲劳/蠕变交互损伤作用大于较高温度的交互损伤作用。随温度升高，疲劳/蠕变断裂寿命下降是疲劳和蠕变各自的单独损伤增加所致。     

结构和工艺对普通V带疲劳寿命的影响

通过考察普通V带结构和生产工艺参数与疲劳试验结果间的关系 ,总结出一些提高普通V带疲劳寿命的办法。线绳结构硫化罐硫化好于帘布结构平板硫化 ;线绳结构V带缠绕时要选择合理的缠绕系数 ,并采用恒张力控制 ,张力为 3 0～ 60N ;选用的涤棉帆布中的棉含量不宜过低 ,涂胶量不应小于 170 g·m- 2 ,烘干温度不宜高于 12 0℃ ;要提高帆布布条的裁断精度 ,控制好搭接宽度     

计算机模拟在橡胶材料疲劳性能预测中的应用

橡胶是一种超弹性高分子性能的特殊材料,其具有独特的性能在受力的作用下不会出现永久形变,使其被广泛应用于仪器设备、管道衔接、汽车、航空机械等领域中。在实际使用中,橡胶产品由于特殊的材料性能,通常在机械的关键部位被广泛应用,但是必须要对其加强护理和保护,以防橡胶制品的失效给人们带来不可挽回的损失,所以,有必要分析和研究橡胶的疲劳性能。本文主要使用ABAQUS等有限元软件来预测和分析橡胶材料的疲劳寿命,在本文设计了实验流程,预测橡胶材料在使用过程中的疲劳性能,以对实验的可行性进行确定。     

抽油杆的疲劳失效及疲劳寿命分析

本文通过对抽油杆失效原因的分析,提出疲劳寿命的计算方法可以有效地提高抽油杆的使用效率,以及在实际工作中对抽油杆疲劳失效的控制对策。采用Forman模型预测抽油杆疲劳寿命,其特点是在Paris模型的基础上考虑了应力比R,计算结果更加准确。文中给出的方法简单,精度较高．便于工程应用。     

轨道交通橡胶材料多通道疲劳试验机的研制及应用

针对轨道交通橡胶材料疲劳性能试验,设计了一种新型带有高低温环境箱18通道单轴拉伸疲劳试验机,并与现有橡胶材料疲劳试验方案进行了分析比对,重点应用新型试验机对2种试样进行了3种不同应力水平的拉伸疲劳试验,获取了橡胶材料载荷与疲劳次数曲线。结果表明,新型试验方案结构设计合理,各项功能均满足橡胶材料疲劳寿命预测试验要求;疲劳载荷增大,橡胶材料疲劳次数减小,尤其在高应力水平区变化最为明显,试样2#疲劳性能优于试样1#。     

氧化铝陶瓷的静疲劳与循环疲劳特性及寿命分析

研究了氧化铝陶瓷在常温下的两种疲劳特性及相应的寿命计算,通过三点弯曲疲劳实验得出氧化铝在不同疲劳幅值下的寿命图,表明静载荷对氧化铝具有与循环疲劳相似的疲劳效应,在高应力区甚至影响更大。     

微观粒子对橡胶材料疲劳裂纹的影响机理研究

研究普通氧化锌和纳米氧化锌对天然橡胶硫化胶耐疲劳性能的影响。结果表明：普通氧化锌的粒径较大,不易发生团聚,但其本身颗粒大会导致硫化胶缺陷,而纳米氧化锌粒径较小,比表面积大,活性更好,但用量较大时易在硫化胶中团聚而形成微观空穴,二者均导致硫化胶在交变应力作用下产生裂纹;纳米氧化锌减量20%替代普通氧化锌,其既可在硫化胶中分散均匀,又不易形成微观空穴,且活化效果好,硫化胶的物理性能良好,耐疲劳性能优。