一种橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

文章结合一款锥形橡胶弹性元件的疲劳破坏问题,提出了一种基于ABAQUS+FE-SAFE平台下的橡胶疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件产品疲劳寿命预测的目的.为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路.     

铁道车辆转向架橡胶元件疲劳寿命研究现状

铁道车辆转向架中广泛应用橡胶元件进行减振和定位,橡胶元件性能对铁道车辆运行稳定性、平稳性、舒适性和安全性有重要影响。由于转向架橡胶元件长时间处于连续交变载荷作用下,疲劳断裂是其主要的失效模式,关键部件的疲劳断裂将引发重大安全事故、造成生命财产损失。文章主要从橡胶疲劳寿命影响因素、疲劳寿命数值预测方法和疲劳寿命加速试验几个方面介绍橡胶元件疲劳寿命研究情况及进展,对于提高橡胶元件疲劳寿命具有重要意义。     

考虑硫化冷却效应的橡胶元件疲劳寿命预测方法

以有效应变为疲劳损伤参量,利用哑铃状橡胶试样的疲劳测试数据,建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型。以某型拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,分别对考虑和未考虑硫化冷却效应的疲劳工况进行了有限元分析,并计算出对应的有效应变幅值。利用所建立的疲劳寿命预测模型对拉杆球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并与疲劳试验结果进行了对比验证。结果表明,在考虑硫化冷却效应的基础上,以有效应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型能够有效预测出球铰类橡胶元件的疲劳寿命。     

疲劳试验在橡胶减振制品寿命预测中的应用

橡胶减振制品的耐疲劳特性严重影响其使用寿命。文章阐述了橡胶减振制品疲劳失效的判断准则和疲劳试验在使用寿命预测中的应用，以及国内外在橡胶减振制品寿命预测方面的研究进展情况。     

高速受电弓弹性元件失效分析与结构优化

高速受电弓的弹性元件用于缓解弓网间的冲击和振动,以确保弓头动态受流稳定可靠,弹性元件长期在空气动力和弓网耦合等复杂工况下运行容易出现失效现象,所以解决弹性元件失效以提升安全性和可靠性成为改善弓网受流质量的关键问题。文章在介绍CRH380型高速动车组受电弓运用中弹性元件疲劳失效现象的基础上,从弹性元件结构、强度校核和疲劳寿命测试3个方面,分析弹性元件疲劳失效原因并进行结构优化,通过试验测试和线路运用验证了改进效果。测试表明,改进方案的疲劳试验寿命是原方案的31.8倍,大大提高了弹性元件使用寿命。     

低周疲劳寿命预测的损伤理论方法

疲劳是材料的一种重要的破坏现象，但长期以来疲劳寿命的预测在一些方面还缺乏坚实的理论基础，本文基于作者在文献中提出的内时-损伤本构理论。提出了一种预测低周疲劳寿命的新方法，并得出了三种特殊情况下疲劳寿命的预测公式：(1)对称拉压应变疲劳；(2)对称剪切应变疲劳；（3)对称拉压-剪切比例耦合应变疲劳，本文提出的疲劳寿命预测方法可以用来计算各种复杂加载情况下的疲劳寿命。作者通过黄铜单轴对称拉压低周疲劳试验，验证了本文提出的方法，本文为低周疲劳寿命预测提供了一种统一的方法。     

弹性车轮用橡胶减振材料疲劳性能的研究

疲劳是破坏橡胶减振制品的一个重要因素,橡胶减振制品的疲劳性能严重影响其使用寿命,本文通过一种简便的测试橡胶疲劳方法,对不同配方的橡胶材料进行疲劳性能研究,考察了各种因素对橡胶疲劳性能的影响。该方法可以有效地检测橡胶材料的疲劳特性,预测橡胶减振制品的使用寿命.     

转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析

建立转向架轴箱橡胶节点的三维实体模型。通过非线性有限元分析,得到节点橡胶衬套应变云图,并对节点疲劳寿命的影响因素进行阐述。将节点在不同载荷工况下的最大Green-Lagrange应变作为疲劳破坏参数,预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。通过扩大节点外钢套端部空间,有效提高转向架轴箱橡胶节点实际使用寿命。     

某型直线电机转向架用一系橡胶牵引节点优化设计

从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模拟计算,设计了一种贴近式结构的牵引节点。该结构通过有限元分析,相比层叠结构橡胶应变降低了15%以上。同时进行了2种结构常温和高温下的疲劳试验验证,验证结果表明优化后产品的疲劳性能提高了3倍以上。     

现代轨道交通用弹性元件的开发与应用

针对我国铁路运输高速、重载的发展带来的对弹性元件的新要求,株洲时代新材料科技股份有限公司采取了相应的改进措施,特别阐述了对弹簧的耐蠕变问题、耐疲劳问题、空气弹簧的耐老化问题,介绍了目前正在开发的几种橡胶弹性元件的改进进程.     

高速铁路钢轨疲劳寿命预测

本文分析了众多的高速铁路疲劳寿命预测方法，并确定了Ｍｉｎｅｒ组合法则是一种适合于高速铁路疲劳寿命预测的方法。介绍了高速铁路钢轨疲劳寿命预测的模型及进行动力仿真计算时所采用的车辆模型、不平顺模型，给出了主要车型所引起的钢轨弯曲应力的回归结果。最后计算出了低接头不平顺、车轮扁疤及其结合时的钢轨疲劳寿命，与实际相符合，证明了Ｍｉｎｅｒ组合法则适于高速铁路疲劳寿命预测，并根据结果对轨道养护提出建议。     

钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命预测研究

提出了一种预测工程构件疲劳裂纹扩展寿命的方法，应用能量释放率理论，通过3维子模型有限元技术，计算工程构件疲劳裂纹尖端的应力强度因子，由Paris公式预测工程构件在实际载荷谱下的疲劳裂纹扩展寿命。采用该方法预测的13号车钩钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命与实际检修统计结果一致。     

橡胶弹簧和橡胶关节试验机

介绍了橡胶弹簧和橡胶关节试验机的结构组成，性能指标和应用效果，指出该试验机可用于减振降噪弹性元件的性能研究、结构优化、型式试验和疲劳试验。     

双层动车组转向架扭杆弹性元件试验设计与研究

对弹性元件进行复合加载疲劳试验是验证耐久性能的重要手段。简要分析了一种双层动车组转向架的结构,设计了转向架二系悬挂扭杆弹性元件零件试验与系统试验两种复合加载试验方案并进行了比对试验,研究表明:在两种条件下弹性元件均具有较好的疲劳特性,两种试验方案均具有复合加载试验功能,研究成果对轨道车辆弹性元件的研发和试验起指导作用。     

机车构件疲劳寿命仿真分析

提供了一种根据机车实际运动环境，用计算机仿真方法获得机车构件的动态响应，从而预测该构件疲劳寿命的方法。作为应用实例，对ＳＳ８Ｂ型机车牵引杆的疲劳寿命进行了估算。     

基于局部应力应变法的高周疲劳寿命预测

考虑应力梯度、尺寸、表面加工等影响因素,修正了应变-寿命曲线,建立了一种高周疲劳寿命预测的新数学模型。实例表明,该模型用于高周疲劳寿命估算精度较好。     

基于虚拟疲劳试验的城市轨道交通车辆空气弹簧寿命评估方法

以上海地铁某型空气弹簧胶囊为研究对象,提出了一种基于Abaqus+Simpack+Fe-safe虚拟联合仿真试验平台的复合橡胶材料疲劳寿命评估方法。通过该虚拟仿真模拟技术,实现了空气弹簧的疲劳寿命评估和损伤原因分析。本方法的研究对合理确定空气弹簧检修周期、节约维修成本具有一定意义,同时该方法对研究具备多物理场耦合特性的复杂橡胶零部件疲劳特性具有一定的参考价值。     

轨道交通橡胶弹性元件蠕变试验设计与研究

针对轨道交通橡胶弹性元件蠕变试验问题,分析橡胶弹性元件国内外蠕变试验标准,设计一种小载荷、高精度蠕变新型试验方案,与现有伺服电机式、电液伺服式和杠杆砝码式试验方案比对,研究不同结构弹性元件对蠕变的影响、长时间(1 000 h)静压对高阻尼橡胶块蠕变的影响,结果表明:新型方案结构简单、成本低、操作方便、且满足试验要求,现有方案测试的纯橡胶结构弹性元件蠕变最大,平面夹层结构弹性元件蠕变性能优于压剪型结构,高阻尼橡胶块蠕变最小。     

大功率交流传动机车橡胶弹性元件

以引进大功率交流传动电力机车、内燃机车为对象,对引进机车转向架的橡胶弹性元件进行了开发,对典型橡胶弹性元件的结构和性能进行了分析和研究,认为对橡胶弹性元件进行变频、变载荷分阶段的地面型式试验,对其运用可靠性的评价才更科学,更能符合实际使用的要求;大量采用欧洲标准等国际标准,既可以提高国内机车车辆转向架橡胶弹性元件的质量,又可以提高国内橡胶弹性元件的研发水平.     

低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响

研究低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响是改善转向架动力学性能的重要手段。简要分析了弹性元件低温效应,设计了一种弹性元件受迫振动试验方案,并与2种自由振动试验方案进行分析比对,重点通过受迫振动试验方案研究了温度为23℃、0℃、-20℃、-40℃对不同橡胶弹性元件传递率及固有频率的影响。研究表明:试验设计与实际工况一致,受迫振动试验更能准确反映出弹性元件的传递率和固有频率特性,随着温度降低,弹性元件的传递率变小,固有频率变大,在刚度合格且在非共振频率区,传递率越小减振效果越好,研究成果为高寒动车组转向架防共振设计、弹性元件的研发和试验起指导作用。