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原文传递橡胶弹性元件低温承载特性研究

论文题名：	橡胶弹性元件低温承载特性研究
关键词：	轨道车辆;橡胶弹性元件;承载特性;低温环境
摘要：	轨道车辆运行时由于振动所导致的噪声、零部件磨损等问题是工程技术上急需避免的，橡胶材料制品以其小质量、大承载等特点成为轨道车辆减振系统中不可或缺的减振降噪部件，主要起到支撑、缓冲、减振的作用。在冬季部分地区环境温度可低至-40℃，为保障低温环境下轨道车辆减振系统的稳定运行，合理评估橡胶弹性元件的低温承载性能至关重要。因此研究橡胶弹性元件的低温动静态承载力学性能，对合理设计、使用橡胶弹性减振元件，为工程设计提供技术指导，具有现实意义。　　本文以轨道车辆减振系统典型元件——锥形橡胶弹簧为研究对象，研究其低温下的动静态承载性能，主要做了以下几方面的工作：　　分别进行橡胶材料在20、0、-10、-20、-30、-40℃下的单轴拉伸实验，利用实验数据拟合材料在各温度下的材料参数。提出了橡胶材料温度因子的定义和表达式，并用温度因子描述环境温度对橡胶材料力学性能的影响，对橡胶弹性元件的低温刚度进行预测；　　分别进行锥形橡胶弹簧在20、0、-10、-20、-30、-40℃下的静刚度试验，研究环境温度对橡胶弹性元件静态承载特性的影响规律。探讨橡胶弹性元件低温静刚度预测的方法，分别提出了温度因子修正法、低温本构法和温度场变化法，对锥形橡胶弹簧进行低温刚度预报，并通过锥形橡胶弹簧台架静刚度试验对三种方法的适用性和误差进行了分析；　　分别进行橡胶材料在20、0、-20、-30、-40℃下的扫频试验，获得了橡胶材料在不同温度下的粘弹本构模型参数，研究并拟合橡胶材料的温频等效方程；为橡胶弹性元件在不同温度下的动态力学性能预测提供技术支持；　　采用正交实验设计方法进行锥形橡胶弹簧动态承载性能实验，研究环境温度、频率、载荷幅值对橡胶弹性元件承载性能的影响规律。应用ABAQUS有限元分析软件，对锥形橡胶弹簧在不同温度、载荷频率、载荷幅值工况下的动态承载特性进行数值模拟，并通过台架试验进行验证。
作者：	穆龙海
专业：	机械设计及理论
导师：	丁智平;卜继玲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文