锥形金属橡胶减震器力学性能有限元数值模拟研究

发布时间：2020-03-18 16:50

【摘要】：金属与非金属部件通过机械或热方法连接在一起。由于粘合剂接头应力集中源较少,载荷分布均匀,疲劳性能好,因此,在工程结构设计中广泛采用粘合工艺。粘合剂因时间相依的蠕变机制而失效,机械紧固件通常会因周期相依的疲劳机制而失效。粘接是该类产品最重要的环节,粘接剂是金属与橡胶之间良好的界面过渡层材料,且粘接强度的好坏直接影响着粘接结构的强度及服役寿命。因此,研究粘接剂与被粘物的界面粘接强度及其失效模式,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在概述粘接理论、粘接件界面强度理论和试验技术、橡胶本构模型及其选取策略、内聚力模型及其理论的基础上,以锥形金属橡胶减震器为研究对象,开展恒定位移载荷条件下锥形金属橡胶减震器橡胶构件应力与变形行为、循环位移载荷条件下橡胶构件疲劳寿命有限元数值模拟研究。研究结果如下:(1)在限定位移载荷条件下,根据无胶层橡胶构件的载荷-位移数据,分别采用无初始预压缩和有初始预压缩条件下的刚度方程对载荷-位移数据进行线性回归分析,结果表明考虑初始预压缩量的刚度方程预测的金属橡胶减震器无胶层橡胶构件刚度比无预压缩橡胶构件刚度要大,且考虑初始预压缩量的刚度方程能更好地描述无胶层橡胶构件的受力变形行为。(2)与无胶料层橡胶构件Mises等效应力分布图相比较,有胶层橡胶构件的Mises等效应力随橡胶轴向分布波动较小,表明在金属橡胶之间添加适当厚度的胶料层后,橡胶构件中的应力趋于均匀分布。(3)在循环位移载荷条件下,有胶料层橡胶构件的应变幅值和应变均值相比无胶层橡胶构件的应变幅值和应变均值均要小些;对于有胶层金属橡胶减震器,橡胶构件的应变幅值和应变均值随胶层厚度的增大而增大。(4)关于锥形金属橡胶减震器的数值模拟研究表明,有胶料层橡胶构件的疲劳寿命相比无胶层橡胶构件的疲劳寿命长得多,因而添加胶料层能有效提高锥形金属橡胶减震器的疲劳寿命。
【图文】：

图 2.3 斜接接头 图 2.4 套接接头粘接接头的强度及受力形式，粘接接头分为正拉、剪切、剥离和分别如图 1.5-图 2.8 所示。图 2.5 正拉 图 2.6 剪切图 2.7 剥离 图 2.8 撕裂粘接接头的破坏形式，可划分为胶层破坏、被粘物破坏、界面破中胶层破坏和被粘物破坏又称为内聚破坏），，分别如图 2.9 图 2.1

套接接头
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG49;TB115

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本文编号：2588934