橡膠疲勞的概述

發布時間：2016-07-25 13:58:11 人瀏覽來源：橡膠技術網

　　隨著橡膠工業的發展，各種性能優異的橡膠以其獨特的性質作為一種不可代替的材料在航空裝備中得到日益廣泛的應用。一架飛機往往包含數百種橡膠材料和上萬個橡膠件，如：減震器、輪胎、機艙密封件、窗口密封件、燃料、油和液壓系統的密封、軟管、軟燃油箱、整體油箱密封膠、空氣導管密封膠、燃油泵和氣動裝置隔膜、電器絕緣器件等，分別起著減震、密封、支撐、傳遞、隔熱、防護和絕緣等作用。

　　橡膠件的疲勞可靠性直接關系到機械產品上電、氣、液和機械傳動等工作的穩定性，但是由于目前一直缺少能夠有效預測、改進并提升橡膠件疲勞可靠性的手段，橡膠件的疲勞可靠性越來越成為制約產品可靠性和安全性提升的重要因素。據相關數據表明，因橡膠材料疲勞失效而導致的故障占機械故障的30%以上。基于如上因素，亟需補充橡膠材料疲勞可靠性分析預測、試驗驗證及優化設計等方面的能力。

　　橡膠材料是與金屬完全不同的高分子材料，在實際工況下，橡膠呈現出很多與金屬截然不同的特點，如明顯的非線性（超彈/粘彈）、應變結晶現象、Mullins效應、Payne效應、自生熱現象和對溫度、臭氧等環境因素的高度敏感性等。橡膠所具有的自生熱特性，使得對其進行加速疲勞試驗變得很困難，而進行橡膠產品真實的疲勞試驗又需要耗費大量的時間、精力和成本，導致產品開發周期長、成本高。

　　橡膠疲勞試驗的困難、高成本和長周期，更加凸顯了橡膠疲勞仿真軟件的重要性。事實上，對于橡膠疲勞的仿真，國內外的專家學者已經經過了很多的研究和探討。在研究之初，專家們沿用傳統金屬疲勞的方法來研究橡膠的疲勞，但是，正如前文所述，橡膠從本質上不是金屬，金屬的疲勞算法并不適用于橡膠材料。在眾多行業專家的持續研究下，一種全新的基于橡膠微裂紋擴展的疲勞算法得到了業界的認可，并在國外通過了大量的項目試驗驗證。

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