橡胶村套疲劳失效的判断准则
橡胶村套是汽车减振器中不可或缺的组成部分，其主要作用是减少震动和噪音，延长汽车的使用寿命。然而，随着使用时间的增加，橡胶衬套也会出现疲劳失效的情况。为了评定橡胶衬套的使用寿命，疲劳试验是必不可少的手段。下面将介绍橡胶衬套疲劳失效的判断准则。
橡胶衬套的疲劳失效主要体现在静刚度的损失率、激振位移的增大率、表观的变化、龟裂值以及橡胶材料的温升等方面。首先是静刚度的损失率。随着橡胶衬套疲劳试验激振次数的增加，橡胶衬套的弹性模量和阀刚度会不断降低，当降低到一定程度时，橡胶衬套的强度就难以承受额定的载荷，发生疲劳失效。工程上通常采用计算疲劳试验前后静钢刚度损失率的方法判定试件疲劳失效程度橡胶衬套静刚度的损失率计算方法，如式所示：K1,K2—橡胶衬套疲劳试验前后的静刚度，N/mm。高敏感衬套静刚度衰减≤20%，低敏感衬套静刚度衰减≤30%（高低敏感衬套定义由CA根据悬架C特性衬套敏感度分析确定)。控制臂村套静刚度损失率一般要求不高于20%。疲劳试验过程中，当激振力幅值不变，橡衬套的刚度发生变化时，其激振位移会发生改变。可以将激振位移的增大率作为橡胶衬套是否发生疲劳失效的判断准则。不仅可以反映橡胶村套静刚度的变化情况，而目可以实时监测橡胶衬套的疲劳寿命，因止可以将激振位移的增大率（△x)作为橡胶衬套是否发生疲劳失效的判断准则，△×的计算方法如下：设F保持不变，由于疲劳试验过程中，橡胶衬套激振位移相对很小（仅为几毫米)，因此可近似认为橡胶村套处于线性工作范围内，即力和位移成线性关系，根据式①可得：ΔK=(K1-K2)/K1=(F/X1-F/X2)/f/X)=(2-X1)/X2.…ΔX是疲劳试验前后激振位移幅值增大量与试验后激振位移幅值之比，即：式②③中：X1,X2一F作用下，疲劳试验前后橡胶衬套的初始位移幅值和寿命位移幅值mm.表观的变化首先体现在橡胶表面纹、剥落和磨伤上，橡胶村套发生严重疲劳失效时，其表面会出现这些变化。疲劳试验后需要记录橡胶表面裂纹长度和深度以及剥落和磨伤程度，工程上设认为，橡胶表面裂纹深度大于3mm,即可认为试件已发生疲劳失效（也有的规范上不允许裂表观的变化还体现在橡胶衬套外形尺寸上，橡胶村套发生一定疲劳失效后，外形尺寸（轴向和径向尺寸)会发生变化，沿某一方向可能会出现永久变形，因此需要记录疲劳试验前后橡胶衬套外形尺寸的变化情况.如果橡胶表面先出现裂纹，随着裂纹的增大产生气泡，气泡逐步增大就能造成橡胶村套的疲劳失效。从工程实际应用而言，若橡胶表面龟裂值未达到一定值时，不认为其发生疲劳破坏。可依据橡胶衬套实际使用工况，确定许可龟裂量化指标，一般认为橡胶表面出现的气泡直径大于0.3倍橡胶衬套橡胶圈厚度或直径大于3mm时，即可认为发生疲劳失效。橡胶衬套是一种高度非线性粘弹性材料，载荷和位移间存在相位差，由于滞后效应，所损失的能量绝大部分被橡胶材料吸收。温度高，橡胶衬套刚度和弹性模量低，即橡胶材料变软，最终导致橡胶衬套的热软化失效。橡胶衬套的温升与简谐激励幅值、激励频率、橡胶材料的配方以及散热条件等因素密切相关。一般认为当橡胶表面温升大于20摄氏度且有明显温度升高时，橡胶材料开始出现疲劳破坏。根据实车情况，一般减振器橡胶衬套激励频率小于5HZ，不会引起其温度变化。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-12-01
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