基于载荷谱的橡胶悬置疲劳寿命预测与试验研究

发布时间：2017-03-20 03:07

  本文关键词：基于载荷谱的橡胶悬置疲劳寿命预测与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：橡胶悬置是汽车隔振系统的主要隔振元件。在车辆行驶过程中，橡胶悬置经常因受到发动机激励和路面不平度所产生的交变载荷作用而发生疲劳失效，因此，需深入开展橡胶悬置疲劳寿命预测方法的研究。本文主要的研究工作为： 1．基于局部应力应变法，开展哑铃型橡胶试柱疲劳试验和典型橡胶悬置疲劳试验，建立悬置材料的疲劳寿命预测模型。研究了应变均值对橡胶材料疲劳寿命的影响，建立了考虑应变均值效应的疲劳寿命预测模型；研究了应变比对橡胶材料疲劳寿命的影响，建立了基于应变比函数的疲劳寿命预测模型；通过双调和函数插值方法，拟合得到了橡胶材料的疲劳寿命预测模型；通过开展典型橡胶悬置疲劳试验，验证了所建立模型及寿命预测方法的有效性，并比较了三种预测模型的优劣。 2．以一悬置系统的某橡胶悬置为研究对象，编制得到该橡胶悬置危险点处的应变谱。设计道路载荷谱采集处理系统获取该悬置的道路载荷谱；对采集得到的各种路谱信号进行了雨流统计分析；开展了橡胶试柱的动静态试验，建立了橡胶材料的动静比数据库，并结合有限元分析方法得到了悬置危险点处的应变值。 3．以哑铃型橡胶试柱为试验对象，开展了载荷块疲劳试验；对临界损伤的分布进行了分析与研究，结果表明临界损伤是服从威布尔分布的；采用概率的Miner准则计算得到了橡胶材料的疲劳临界损伤。 4．预测了某橡胶悬置在疲劳载荷谱下的寿命；并基于RPC技术对该橡胶悬置开展了道路模拟试验，，对疲劳预测结果进行了验证与评价。道路模拟试验表明，本文采用的基于疲劳寿命数据库、道路载荷谱、累积损伤理论的疲劳寿命预测方法能较好地对实际悬置零件的疲劳寿命进行预测。 文中建立的基于载荷谱的疲劳寿命方法可用于橡胶悬置等橡胶隔振元件的疲劳寿命分析和疲劳强度设计，从而缩短悬置类零件的开发周期。
【关键词】：疲劳裂纹形成寿命预测 道路载荷谱 橡胶悬置有限元分析 累积损伤理论 局部应力应变法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题的背景11
• 1.2 橡胶材料疲劳寿命的研究综述11-17
• 1.2.1 疲劳寿命的研究方法12-13
• 1.2.2 疲劳裂纹形成寿命13-16
• 1.2.3 疲劳裂纹扩展寿命16-17
• 1.3 载荷谱编制的研究现状17-18
• 1.4 选题的意义18-19
• 1.5 论文的主要内容19-21
• 第二章 橡胶材料的疲劳特性研究21-45
• 2.1 引言21
• 2.2 橡胶材料的疲劳试验方法与试验结果21-25
• 2.2.1 悬置的受载情况分析21-24
• 2.2.2 疲劳试验方案与试验结果24-25
• 2.3 疲劳寿命结果分析25-28
• 2.3.1 失效判断准则25-26
• 2.3.2 应变幅值对疲劳寿命的影响26-27
• 2.3.3 应变均值对疲劳寿命的影响27
• 2.3.4 R=0 的疲劳寿命曲线27-28
• 2.4 橡胶材料疲劳寿命预测模型28-39
• 2.4.1 基于应变均值函数的疲劳寿命预测模型28-33
• 2.4.2 基于 R 比函数的疲劳寿命预测模型33-36
• 2.4.3 基于双调和函数插值的疲劳寿命预测模型36-39
• 2.5 某橡胶悬置的疲劳寿命预测39-43
• 2.5.1 疲劳试验方法39-40
• 2.5.2 危险点处的应变历程提取40-42
• 2.5.3 橡胶悬置的疲劳寿命预测42-43
• 2.6 小结43-45
• 第三章 道路载荷谱的采集与应变计算45-59
• 3.1 引言45
• 3.2 道路载荷谱的采集45-48
• 3.2.1 悬置载荷谱采集方案46
• 3.2.2 测试行驶工况46-47
• 3.2.3 传感器的测点布置方法47-48
• 3.3 道路载荷谱的雨流统计分析48-51
• 3.3.1 雨流计数法原理49
• 3.3.2 橡胶悬置载荷谱的雨流统计49-51
• 3.4 载荷谱与应变谱的转换51-58
• 3.4.1 载荷谱与应变谱转换关系分析51-52
• 3.4.2 橡胶材料动静比的试验研究52-56
• 3.4.3 悬置有限元分析56
• 3.4.4 应变载荷谱编制56-58
• 3.5 小结58-59
• 第四章 橡胶材料的疲劳累积损伤理论研究59-68
• 4.1 引言59
• 4.2 疲劳累积损伤理论59-62
• 4.2.1 Miner 损伤准则60-61
• 4.2.2 相对 Miner 损伤准则61-62
• 4.3 橡胶疲劳累积损伤理论研究62-67
• 4.3.1 试验方法与试验结果62-63
• 4.3.2 概率临界损伤计算63-67
• 4.4 小结67-68
• 第五章 橡胶悬置疲劳寿命的预测68-73
• 5.1 引言68
• 5.2 基于载荷谱的疲劳寿命分析68-70
• 5.2.1 疲劳损伤计算68-70
• 5.2.2 疲劳寿命预测70
• 5.3 悬置的道路模拟试验验证70-72
• 5.4 小结72-73
• 全文总结与展望73-75
• 全文总结73-74
• 研究工作展望74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81-82
• 答辩委员会对论文的评定意见82

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王文涛;橡胶隔振器单轴疲劳特性试验与预测方法的研究[D];华南理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 盛敏;汽车散热器疲劳性能研究[D];武汉理工大学;2013年

2 文晶;混凝土泵车支腿的疲劳及剩余寿命预测[D];长沙理工大学;2013年

  本文关键词：基于载荷谱的橡胶悬置疲劳寿命预测与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257049