基于热机械耦合效应的多损伤参数下动力总成橡胶悬架衬套的疲劳寿命预测

《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》：Fatigue Life Prediction of Powertrain Rubber Suspension Bushings Based on Multiple Damage Parameters Under Thermo-Mechanical Coupling

本研究采用N60橡胶材料制备哑铃型试样，在23℃、60℃、90℃下进行单轴拉伸疲劳试验，并建立基于峰值Green-Lagrange应变、Almansi-Euler应变、工程应变及对数应变的损伤模型，发现Green-Lagrange应变模型精度最优（误差仅11.92%）。同时通过ABAQUS有限元仿真模拟高温工况，验证了该模型在评估传动系统橡胶减震支座高温疲劳寿命及降低测试成本方面的有效性。

　　

摘要

本研究采用N60橡胶材料，针对特定的动力总成橡胶悬架衬套开发了哑铃形状的试样，并在23°C、60°C和90°C三种温度下进行了单轴拉伸疲劳测试。疲劳寿命预测模型基于四个损伤参数进行构建：峰值Green–Lagrange应变、峰值Almansi–Euler应变、峰值工程应变以及峰值对数应变。其中，基于Green–Lagrange应变的模型显示出最高的拟合精度。研究还探讨了高温对橡胶疲劳行为的影响，并对衬套进行了高温疲劳测试。使用ABAQUS软件进行的仿真模拟了实际工作条件，其结果与疲劳寿命预测模型相结合。以Green–Lagrange应变作为损伤参数的预测疲劳寿命与实验值仅相差11.92%，证明了该模型在评估高温下的耐久性以及降低测试成本和时间方面的有效性。

总结

• 通过在不同温度下使用N60橡胶进行单轴拉伸疲劳测试，构建了多种形式的最大主应变疲劳寿命预测模型。
• 研究了高温对N60橡胶疲劳寿命的影响。
• 基于最精确的疲劳寿命预测模型，结合有限元分析来预测和验证动力总成橡胶悬架衬套的疲劳寿命。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。