减振器橡胶衬套疲劳试验系统开发

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1、辽宁工业大学硕士学位论文减振器橡胶衬套疲劳试验系统开发专业:车辆工程研究生:孔令洋指导教师:王天利教授辽宁工业大学汽车与交通工程学院二〇一五年三月MasterThesisDevelopmentofShockAbsorberRubberBushingFatigueTestSystemSpeciality:VehicleEngineeringCandidate:KONGLing-yangSupervisor:ProfessorWANGTian-liLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要减振器橡胶衬套（以

2、下简称橡胶衬套）是由橡胶材料和金属硫化粘接而成的金属橡胶弹簧，因有着显著的缓冲、隔振降噪、抗冲击、吸收高频振动等优点而广泛应用于汽车悬架系统和各种支撑装置及导向装置中，能有效改善汽车悬架系统K&C特性，提高汽车的平顺性和乘坐舒适性。橡胶衬套在实车使用工况下常工作在复杂交变的载荷作用下，很容易发生疲劳破坏，造成减振器减振性能恶化进而导致失效。由于橡胶衬套是一种高度非线性粘弹性材料，目前很难通过理论分析的方法准确研究橡胶衬套的疲劳寿命，只能通过试验的方法进行其疲劳寿命的研究。本文在研究橡胶衬套试验系统国内外发展现状的基础上，根据橡胶元件粘弹性特性，建立橡胶元件的力学模型。通过橡胶衬套受

3、力分析，确定橡胶衬套的疲劳试验方法和试验规范，并提出橡胶衬套疲劳失效的判断准则。根据橡胶衬套受力情况和实车使用工况提出橡胶衬套疲劳试验系统整体设计方案，包括机械系统设计方案和测控系统设计方案。通过对试验系统进行动力匹配，为机械系统的结构设计提供指导和理论依据。根据机械系统设计方案进行试验系统机械结构的设计，主要包括激振装置、加载装置和试验工装等结构设计。完成机械系统结构设计后，建立试验系统的三维模型，并对其进行仿真研究，验证试验系统的有效可行性；根据测控系统设计方案，进行数据采集系统硬件的选取以及测控系统软件的开发。最后选取某型号车用橡胶衬套进行疲劳试验，依据橡胶衬套疲劳失效的判断

4、准则判定其是否发生疲劳失效，从而验证试验系统的有效可行性和稳定可靠性。橡胶衬套疲劳试验表明，橡胶衬套疲劳试验系统的激振频率、激振力幅值以及对试件的预压力均可根据需要调节，能满足不同规格橡胶衬套恒力幅值疲劳试验要求。试件经疲劳试验后，可用橡胶衬套疲劳失效的判断准则判定其合格性。关键词：减振器橡胶衬套；疲劳试验系统；系统开发；机械系统；测控系统；试验验证IAbstractShockabsorberrubberbushing(thefollowingisshortforrubberbushing)isametalrubberspringwhichismadeofrubbermateria

5、landmetal.Itiswidelyusedinautomobilesuspensionsystemandvariouskindsofsupportdeviceandguidingdevicebecauseithastheadvantageofgoodbuffer,noisereduction,vibrationisolation,shockresistanceandabsorbinghighfrequencyvibration.RubberbushingcaneffectivelyimproveK&Ccharacteristicsofautomobilesuspensions

6、ystemandelevatevehiclerideandridecomfort.Rubberbushinginrealvehicleuseconditionoftenworksundercomplexcyclicload,thusitispronetofatiguefailureandresultsinperformancedeteriorationandfailureofshockabsorber.Becauserubberbushingisahighlynonlinearviscoelasticmaterial,itisdifficulttoaccuratelystudyfa

7、tiguelifeofrubberbushingbytheoreticalanalysismethod.Itcanonlybestudiedbymethodsoffatiguelifetest.Basedonthedevelopmentstatusofrubberbushingtestsystemathomeandabroad,mechanicalmodelofrubbercomponentissetupaccordingtotheviscoelasticproper