有限变形下一种橡胶多轴疲劳损伤参量的计算

橡胶材料因其良好的弹性、可塑性等特点广泛应用于汽车工业中,橡胶部件的疲劳破坏是常见的重要问题之一。橡胶部件实际服役工况多为多轴疲劳载荷,研究橡胶材料多轴疲劳寿命的预测方法很有必要。开裂能密度(Cracking energy density,CED)参量不仅能表征疲劳损伤,还具有预测破坏方位面的特点。基于CED的定义式推导该参量适用于有限变形的一般表达式,并得出了当采用Ogden和Mooney-Rivlin超弹性本构模型时计算该损伤参量的有效方法。为了验证该计算方法的正确性,基于单轴和多轴疲劳试验数据,对比了CED和其他损伤参量与橡胶疲劳寿命的相关性。结果表明:相比应变能密度(Strain energy density,SED)和最大主伸长率,CED能更好地将单轴疲劳寿命和多轴疲劳寿命统一起来。