不同损伤参量对橡胶隔振器疲劳寿命预测结果影响的研究

doi:10.3901/JME.2016.02.116

机械工程学报 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (2): 116-126.doi: 10.3901/JME.2016.02.116

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不同损伤参量对橡胶隔振器疲劳寿命预测结果影响的研究

上官文斌^1,2, 段小成^1,2, 刘泰凯¹, 王小莉¹, 郑国峰¹, 俞斌³

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510640；
2. 宁波拓普集团股份有限公司宁波 315800；
3. 泛亚汽车技术中心有限公司上海 201201

收稿日期:2015-05-13 修回日期:2015-10-10 出版日期:2016-01-15 发布日期:2016-01-15
通讯作者: 上官文斌，男，1963年出生，博士，教授，博士研究生导师。主要研究方向为超弹性、黏弹性、弹塑性建模和复杂耦合系统动力学特性计算分析、橡胶隔振器的系统振动控制和橡胶隔振器疲劳特性分析等。 E-mail：sgwb@scut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51275175)

Study on the Effect of Different Damage Parameters on the Predicting Fatigue Life of Rubber Isolators

SHANGGUAN Wenbin^1,2, DUAN Xiaocheng^1,2, LIU Taikai¹, WANG Xiaoli¹, ZHENG Guofeng¹, YU Bin³

1. School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640;
2. Ningbo Tuopu Group Co., Ltd., Ningbo 315800;
3. Pan Asia Technical Automotive Center Co., Ltd., Shanghai 201201

Received:2015-05-13 Revised:2015-10-10 Online:2016-01-15 Published:2016-01-15

摘要/Abstract

摘要： 基于橡胶哑铃形试件的疲劳试验结果，分别以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度、Luo等效应力、Saintier等效应力为损伤参量建立七种橡胶疲劳寿命预测模型。应用此七种模型预测某汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命，对比不同寿命模型的预测效果。研究结果表明，以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度为损伤参量建立的寿命模型预测的疲劳寿命均在实测寿命的4倍分散线之内；以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型的预测寿命落在实测寿命的2倍分散线之内。因此，以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型预测效果更好，Luo应力、Saintier应力更适合作为疲劳损伤参量来预测橡胶隔振器的疲劳寿命。

关键词: 疲劳寿命, 损伤参量, 橡胶隔振器, 预测模型

Abstract: Based on the measured fatigue life of dumbbell cylindrical specimen, seven fatigue life prediction models using different damage parameters for predicting fatigue life of rubber isolators is presented. The damage parameters presented in this paper include the maximum principal engineering strain, maximum principal logarithmic strain, maximum principal Green-Lagrange strain, octahedral shear strain, strain energy density, Luo stress, Saintier stress. To investigate the effect of different damage parameters on the predicting fatigue life of rubber isolators, seven proposed prediction models are used to predict the fatigue life of a typical powertrain rubber mount. The fatigue life of the mount predicted by the seven models is estimated and is compared with the experimental fatigue life. The fatigue life calculated using the models with maximum principal engineering strain, maximum principal logarithmic strain, maximum principal Green-Lagrange strain, octahedral shear strain or strain energy density as the damage parameter is in agreement with the experimental fatigue life within a factor of four. The model using Luo stress or Saintier stress as damage parameter can predict the fatigue life within a factor of two, which is better than the other models. It’s concluded that the proposed model for fatigue life prediction with the Luo stress or Saintier stress can be used to estimate the fatigue life for rubber isolator.

Key words: damage parameters, fatigue life, prediction model, rubber isolator

中图分类号:

上官文斌, 段小成, 刘泰凯, 王小莉, 郑国峰, 俞斌. 不同损伤参量对橡胶隔振器疲劳寿命预测结果影响的研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(2): 116-126.

SHANGGUAN Wenbin, DUAN Xiaocheng, LIU Taikai, WANG Xiaoli,ZHENG Guofeng, YU Bin . Study on the Effect of Different Damage Parameters on the Predicting Fatigue Life of Rubber Isolators[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(2): 116-126.

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Study on the Effect of Different Damage Parameters on the Predicting Fatigue Life of Rubber Isolators

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