椭圆形橡胶堆结构优化研究

分析了某型机车用椭圆形二系橡胶堆应用中倾斜问题的原因,提出了结构改进措施以及解决其垂向与横向刚度匹配问题。通过对运行工况边界条件和既有结构问题分析,结合底孔设计与合适橡胶硬度进行刚度补偿等优化,调整了垂向和横向刚度匹配。对比两种结构有限元仿真分析结果表明:优化结构垂向与横向刚度匹配良好,橡胶应变降低9.1%~20.7%,疲劳损伤值降低36.6%,寿命提升;经疲劳试验验证,通过优化橡胶堆结构,预计可满足架修期内免维护,改善机车运行平稳性与安全性,解决车体倾斜问题。此次优化为多层橡胶堆产品提供经验,底孔可有效调节垂向与横向刚度比。随着底孔直径的增加,垂向刚度削弱比例约为横向刚度的2.5~3.5倍。橡胶硬度对垂向和横向刚度的影响相反,通过差位补偿可实现最佳设计。