疲勞試驗(yàn)裂紋的有限元分析

2016-08-23  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

 裂紋的有限元分析后的最大應(yīng)力云圖,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元比較可知裂紋在最大拉應(yīng)力處引發(fā)。當(dāng)繼續(xù)疲勞實(shí)驗(yàn)到30萬(wàn)次時(shí),裂紋并沒(méi)有明顯的擴(kuò)展,這個(gè)現(xiàn)象也符合上面有限元分析的結(jié)果,表明此時(shí)撕裂能小于裂紋擴(kuò)展所需的最小撕裂能,裂紋暫時(shí)停止擴(kuò)展,除非在更大的載荷或更大的位移下裂紋才有可能繼續(xù)擴(kuò)展。盡管微小裂紋并沒(méi)有顯著影響卡車(chē)橡膠墊的使用性能,但是為了提高卡車(chē)橡膠墊的使用壽命以及延緩裂紋的出現(xiàn),只有通過(guò)局部形狀尺寸的優(yōu)化,降低金屬件與橡膠粘結(jié)界面邊緣處的應(yīng)力集中程度,從理論上來(lái)說(shuō),應(yīng)該是可以延遲微小裂紋出現(xiàn)的。

 本研究通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單剪切橡膠試件的有限元分析,計(jì)算了撕裂能與裂紋尺寸的關(guān)系,當(dāng)裂紋尺寸足夠大時(shí),撕裂能為常值,與裂紋尺寸無(wú)關(guān),這點(diǎn)與已存在的分析解一致。當(dāng)裂紋尺寸較小時(shí),撕裂能強(qiáng)烈依賴(lài)于裂紋尺寸,而且出現(xiàn)了一個(gè)最小值,當(dāng)該最小值低于裂紋擴(kuò)展所需臨界撕裂能時(shí),裂紋將停止擴(kuò)展。并通過(guò)一個(gè)工程用剪切橡膠墊的疲勞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了小裂紋的有限元分析結(jié)果。

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