橡胶衬套多轴载荷疲劳寿命预测

研究单轴及多轴载荷应力状态下最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、最大主Euler应变和八面体切应变峰值等五种损伤参量的计算方法,发现在有限元分析时只需输出危险区域的变形梯度张量即可计算出五种损伤参量的值。基于疲劳裂纹萌生理论以及哑铃形橡胶试片的疲劳试验数据,分别以上述五种损伤参量建立寿命预测模型,用拟合优度值衡量五种寿命预测模型的准确性,其中以八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型拟合优度值最大。基于疲劳裂纹扩展理论以及单边缺口、纯剪切试片的裂纹扩展试验数据,建立疲劳寿命预测模型;分别用基于八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型和基于裂纹扩展理论的寿命预测模型对同一衬套产品进行寿命预测,对比两种寿命预测模型的预测效果;研究发现,以八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型具有更好的预测效果,预测寿命在实测寿命的三倍分散线附近。

基于DOE和CAE技术的橡胶悬置静刚度分析和疲劳寿命预测

针对动力总成橡胶悬置前期主簧设计阶段,不能快速确定所需静刚度下的悬置主簧参数以及考虑使其疲劳寿命提高的问题,提出了一种利用田口设计和有限元分析的方法,利用Minitab做橡胶悬置参数间的正交实验设计,在ABAQUS中建立有限元模型,对悬置的垂向(V向)静刚度进行分析,以满足悬置设定目标刚度的条件下,提高疲劳寿命次数的目标。通过回归分析,得到垂向静刚度、疲劳寿命与各参数之间的关系,并建立刚度与疲劳寿命的响应函数,使用响应优化器,得到主簧的参数,通过有限元分析,得到在误差允许的静刚度范围内,悬置的疲劳寿命提高了62.76%,对后续橡胶悬置前期设计开发提供参考。