本文通过试验与有限元仿真相结合的方法,以等效最大主应变作为疲劳损伤参量建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型,采用Van Der Waals本构方程模拟橡胶材料的力学性能,在准确拟合橡胶衬套刚度特性的基础上,对其在实际道路随机振动条件下的寿命进行了预测。试验结果表明,该方法能够准确地预测出橡胶衬套在多轴载荷作用下的疲劳寿命。 衔?复杂。由于不同性质的载荷（剪切载荷、拉伸载荷及压缩载荷）对橡胶材料的疲劳寿命影响不同[5]，因此，本文采用等效最大主应变作为疲劳损伤参量，从而能综合考虑到不同性质的各种载荷，能够与橡胶元件的疲劳寿命实际情况更吻合。等效最大主应变的计算式为：εf=ε21+Aε22+Bε23（1）A=ìí1,ε2>00,ε2<0（2）B=ìí1,ε3>00,ε3<0（3）式中，εf为等效应变；ε1、ε2和ε3为3个方向的主应变。建立的疲劳寿命预测分析流程如图1所示。图1疲劳寿命预测分析流程3橡胶衬套有限元仿真3.1有限元建模与分析橡胶材料与常见金属材料的力学特性有所不同，在橡胶材料的形变过程中，应力－应变关系是非线性的。通常，使用应变势能来表示橡胶类超弹性材料的特性。在仿真分析过程中，不同的本构方程对应着不同的应变势能表达式[6]。一般情况下，在橡胶材料试验数据充分的条件下衬套疲劳寿命预测-电动折弯机数控钢管滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机，采用材料系数较多的本构模型（Ogden模型和VanDerWaals模型等）可以更准确地拟合试验结果；而当试验数据不足时，则需要采用材料系数较少的本构模型。 本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  为了使橡胶材料的本构模型更符合材料的实际特性，本文采用带有4个材料参数的基于热力学统计理论的VanDerWaals本构模型，其应变能函数为和β为材料系数；J为总体积比；λi为主伸长率。研究所用的橡胶衬套由内、外圈金属及中间橡胶部分组成，建立的有限元模型如图2所示。金属部分定义为C3D8实体单元，橡胶部分定义为C3D8H杂交单元，在圆心建立参考点RP1。内圈金属的外表面与橡胶之间，以及外圈金属的内表面与橡胶之间定义为tie绑定约束；定义内圈与参考点之间为刚体约束；定义橡胶的自接触以及两腰型孔的面面接触的摩擦系数均为0.4。完全固定外圈金属的外表面，并在参考点施加所需要的载荷。考虑到橡胶衬套的实际状态，使用隐性求解方法模拟橡胶静态特性，使用显性求解方法模拟橡胶粘弹性动态特性。图2橡胶衬套有限元模型3.2输入载荷获取无论是台架试验还是有限元仿真，边界条件的确定都是一个极其关键的步骤。为了得到更为可靠的橡胶衬套疲劳寿命，必须提供尽可能符合实际的边界条件，为此在疲劳试验和仿真中的输入信号采用衬套在实际工况下的载荷。本文采用基于轴头输入的虚拟采谱方法获取目标零件的响应载荷谱。利用该方法得到橡胶衬套处的载荷谱前，需要先建立多体动力学模型，在确保模型准确后才可进行仿真分析。选用ADAMS多体动力学仿真软件，在ADAMS中，采用约束载荷加载法对车轮六分力进行载荷分解。在Car模块中建立通用组件，包含的子系统有前桥、转向、车身衬套疲劳寿命预测-电动折弯机数控钢管滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机 本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com