填充橡胶材料单轴拉伸疲劳试验及疲劳寿命模型研究

对由汽车橡胶隔振器常用的橡胶材料制作的试件(哑铃形试片和哑铃形试柱),进行单轴拉伸疲劳试验。基于哑铃形试片的试验数据,分别以最大主应变量峰值、八面体切应变峰值和应变能密度峰值为损伤参量建立橡胶单轴疲劳寿命预测模型。结果表明,最大主应变量峰值、八面体切应变峰值和应变能密度峰值为损伤参量的寿命预测模型均能很好地以幂法则来建立损伤参量与疲劳寿命之间的关系,预测寿命与实测寿命的相关系数均达到0.9以上。其中以最大主Green-Lagrange应变峰值为损伤参量的寿命模型预测效果最佳,并以此最佳寿命模型预测哑铃形试柱的拉伸疲劳寿命。结果表明预测的哑铃形试柱拉伸疲劳寿命分布在实测寿命2倍分散因子之内,最大相对误差不超过28%。因此,为了节省试验成本和缩短试验周期,可用成本较低的哑铃形试片来代表哑铃形试柱进行橡胶材料的拉伸疲劳试验。     

不同损伤参量对橡胶隔振器疲劳寿命预测结果影响的研究

基于橡胶哑铃形试件的疲劳试验结果,分别以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度、Luo等效应力、Saintier等效应力为损伤参量建立七种橡胶疲劳寿命预测模型。应用此七种模型预测某汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命,对比不同寿命模型的预测效果。研究结果表明,以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度为损伤参量建立的寿命模型预测的疲劳寿命均在实测寿命的4倍分散线之内;以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型的预测寿命落在实测寿命的2倍分散线之内。因此,以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型预测效果更好,Luo应力、Saintier应力更适合作为疲劳损伤参量来预测橡胶隔振器的疲劳寿命。     

多楔带动态特性及带-轮间摩擦系数的测试分析

多楔带的刚度、阻尼系数和带-轮间的摩擦系数是单根多楔带驱动系统动态特性计算分析的重要参数。以汽车用6PK型多楔带为研究对象,测量了带的纵向静态和动态特性、弯曲刚度和带-轮间的摩擦系数。分析了带长、初始张力、激振振幅和激励频率对带的纵向动刚度和阻尼系数特性的影响,建立了表征带的纵向动刚度和阻尼系数与带长、初始张力、激振振幅和激励频率关系的多项式模型和指数函数模型。采用力锤激振的方法,测试带横向方向共振频率,通过最小二乘方法计算得到带的弯曲刚度,并分析了带的长度对带弯曲刚度的影响。测试并研究带的初始张力、带-轮间的包角和轮的转速对带-轮间摩擦系数的影响,得到汽车发动机前端附件驱动系统中带-轮间摩擦系数的取值范围。     

汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命实测与预测方法

以某汽车动力总成橡胶悬置的寿命预测为研究目标,基于哑铃形橡胶试件的疲劳试验结果,分别以应变能密度、最大主Green-Lagrange应变、有效应力为损伤参量建立该橡胶材料的三种寿命预测模型。利用建立的三种疲劳寿命预测模型,对该汽车动力总成橡胶悬置疲劳寿命进行预测,并与实测结果进行对比分析。对比分析结果表明,以应变能密度为损伤参量的疲劳寿命预测模型和以最大主Green-Lagrange应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型的预测效果相对较差,预测寿命落在实测寿命的4倍分散线之内;以有效应力为损伤参量的寿命预测模型预测的橡胶悬置的寿命落在实测寿命的2倍分散线之内。因此,以有效应力为损伤参量的寿命预测模型可较好地预测该动力总成橡胶悬置的疲劳寿命。     

发动机橡胶悬置疲劳寿命的研究进展

针对橡胶悬置疲劳寿命预测的研究,综述国内外橡胶材料及橡胶元件疲劳寿命预测方法及其发展。橡胶悬置疲劳寿命的预测方法主要分为裂纹萌生法和裂纹扩展法。裂纹萌生法中,相对于应变和应变能密度,等效应力为损伤参量建立的橡胶疲劳寿命预测模型更适用于橡胶悬置疲劳寿命预测;应用裂纹扩展法建立的橡胶疲劳寿命预测模型能较好地预测橡胶悬置疲劳寿命;与裂纹萌生法相比,裂纹扩展法可预测橡胶悬置的裂纹方向,对工程实际有更好的指导意义。