影响超弹性高分子材料橡胶产品寿命的主要因素有哪些？（附直播教程）

橡胶材料是被我们熟知的具有特殊性能的超弹性高分子材料，基于其在大变形下不会发生永久形变的优异性能，使其被应用在诸多领域中，最具代表性的橡胶产品有轮胎、 空气弹簧、减振器、胶管、胶带等。

橡胶产品不仅被广泛应用在日常生活中，而 且在国防建设和城市发展中也起到至关重要的作用。但是如果橡胶产品在未加保护措施的前提下，其失效行为往往会造成一些不可挽回的损失。例如1986 年，美国挑战者号航天飞机的失事正是由于燃料仓的 O 形密封圈硬化失效引起的。

如果能在橡胶产品使用之前，尽可能全面的、准确的预测其疲劳寿命，则可避免诸如此类悲剧的发生。其实随着橡胶产品的广泛应用，其疲劳寿命一直以来是橡胶领域内备受关注的问题，不论是对橡胶配方的调整，还是对制品外观设计、结构优化甚至考虑到采用其它材料与橡胶并用的方法，其目的都是为了提高橡胶产品的疲劳寿命。

但是橡胶材料是一种特殊的超弹性高分子材料，影响其疲劳寿命的因素比较复杂，总的来说可以概括为以下三个方面：

一、橡胶材料本身的影响

橡胶材料本身因素包括：橡胶种类、橡胶配方和橡胶加工工艺。这些因素可以说是解决橡胶疲劳寿命的根本方法。但是受制于橡胶技术的发展，通过优化橡胶自身因素提升橡胶疲劳寿命方法不仅难度较大、方向单一，而且其研发周期较长，投入较大，基本上难以实现。但是一旦拥有了新的橡胶配方，可一劳永逸的解决橡胶产品在某些特定环境下的疲劳寿命问题。

二、外界环境的影响

外界环境中的温度、湿度、臭氧浓度、油、海水以及酸碱度等因素都会不同程度的影响橡胶产品的疲劳寿命。以温度为例，由于外界环境温度的升高，使得橡胶材料本身发生热胀，橡胶产品的体积扩大，进而使的氧扩散速度提高，活化了橡胶分子与氧之间的反应，大大加速了橡胶材料的热氧老化，加速了橡胶产品的疲劳失效。有相关研究表明，外界环境温度每提高十摄氏度，橡胶产品的热氧老化速度就会增加一倍。

三、橡胶产品承受载荷的影响

在众多的橡胶产品中，除了橡胶密封圈等小部分产品是在静载荷下使用之外，剩下绝大多数橡胶产品在使用时都承受着复杂的动载荷。因此，哪怕通过相关的实验，也很难较为准确地测试出橡胶产品在实际工作中的疲劳寿命值。

但是相对于其他两方面的因素，橡胶产品承受载荷对其寿命的影响是最方便人工干预的因素。在现有的条件下，可以通过优化橡胶产品的结构使其在保持外界环境因素和材料本身因素不变的条件下提升橡胶产品的疲劳寿命。有研究表明，橡胶材料的疲劳寿命一般会随着应变比R的增大而增加。

综上所述，橡胶产品疲劳寿命受到很多因素的影响：不同的橡胶种类、不同的使用环境、不同的材料配方以及不同的载荷形式，使得不同的橡胶产品疲劳寿命不能用某一种特定而统一的标准方法来定量的描述。如果仅通过传统的实验方法测试橡胶产品的疲劳寿命不仅耗时久、成本高而且存在一定的偶然性。

免费公开课-《一个实例带你走进橡胶产品的疲劳寿命分析》

随着计算机技术的发展，有限元仿真方法逐渐走进人们的视野，借助有限元仿真技术预测橡胶制品的疲劳寿命作为一种新型、高效而可靠的方法得到了橡胶领域的广泛应用。

为了帮助到大家，笔者应仿真秀邀约，特定于3月21日20:00在仿真秀举办免费公开课《一个实例带你走进橡胶产品的疲劳寿命分析》。

通过直播笔者将为大家带来：

1、橡胶材料的疲劳理论简介

2、橡胶材料的本构模型简介

3、实例操作：橡胶材料的应力计算

4、实例操作：橡胶S—N曲线的获取

5、实例操作：橡胶疲劳寿命的预测

6、答疑解惑

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