典型橡膠彈性元件性能分析及其實(shí)驗(yàn)工裝設(shè)計(jì).pdf

1、本文以現(xiàn)代軌道交通車輛典型的橡膠彈性元件:牽引懸掛用的橡膠球鉸、一系懸掛用的錐形簧、二系懸掛用的橡膠堆作為研究對(duì)象,對(duì)其主要性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測,探討影響其性能的主要因素;同時(shí)運(yùn)用ABAQUS有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行仿真分析,分析其剛度性能、預(yù)測疲勞失效點(diǎn);并對(duì)球鉸試驗(yàn)過程中較為典型的偏轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1.通過閱讀大量的文獻(xiàn)資料,綜述了軌道交通中常用的橡膠彈性元件的種類及其作用;介紹了橡膠彈性元件的關(guān)

2、鍵性能及其試驗(yàn)方法;詳細(xì)地描述了橡膠材料的力學(xué)特性,材料的本構(gòu)模型。
　　2.對(duì)三種典型橡膠彈性元件的主要性能:靜剛度、動(dòng)剛度、蠕變及疲勞性能進(jìn)行了試驗(yàn),分析了溫度、停放時(shí)間、壓裝力大小、周期載荷下疲勞次數(shù)等分別對(duì)橡膠彈性元件主要性能靜剛度、動(dòng)剛度、蠕變性能的影響。結(jié)論表明:溫度的升高會(huì)導(dǎo)致橡膠彈性元件靜剛度、動(dòng)剛度的減小,蠕變量的增大、蠕變壽命的縮短;橡膠彈性元件承受周期載荷時(shí),疲勞次數(shù)與剛度損失率成正比,當(dāng)疲勞次數(shù)達(dá)到2×10

3、6萬次時(shí),相當(dāng)于實(shí)際運(yùn)行7×104km,剛度損失率超過15％時(shí),可判定其失效。
　　3.對(duì)三種典型橡膠彈性元件進(jìn)行有限元建模分析,考慮了本構(gòu)模型的選擇、網(wǎng)格的形狀、網(wǎng)格密度的大小對(duì)分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明:3NR60材料本構(gòu)模型選取Ogden(N=3)模型,天然橡膠材料選取Mooney-Rivlin模型;橡膠球鉸、錐形簧、橡膠堆的網(wǎng)絡(luò)形式分別采用階梯狀網(wǎng)絡(luò)、放射狀網(wǎng)格、環(huán)狀網(wǎng)格;錐形簧網(wǎng)格密度設(shè)置為0.5mm;有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)