疲勞試驗裂紋的有限元分析

2016-08-23  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

 裂紋的有限元分析后的最大應(yīng)力云圖,由實驗結(jié)果與有限元比較可知裂紋在最大拉應(yīng)力處引發(fā)。當繼續(xù)疲勞實驗到30萬次時,裂紋并沒有明顯的擴展,這個現(xiàn)象也符合上面有限元分析的結(jié)果,表明此時撕裂能小于裂紋擴展所需的最小撕裂能,裂紋暫時停止擴展,除非在更大的載荷或更大的位移下裂紋才有可能繼續(xù)擴展。盡管微小裂紋并沒有顯著影響卡車橡膠墊的使用性能,但是為了提高卡車橡膠墊的使用壽命以及延緩裂紋的出現(xiàn),只有通過局部形狀尺寸的優(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,從理論上來說,應(yīng)該是可以延遲微小裂紋出現(xiàn)的。

 本研究通過對簡單剪切橡膠試件的有限元分析,計算了撕裂能與裂紋尺寸的關(guān)系,當裂紋尺寸足夠大時,撕裂能為常值,與裂紋尺寸無關(guān),這點與已存在的分析解一致。當裂紋尺寸較小時,撕裂能強烈依賴于裂紋尺寸,而且出現(xiàn)了一個最小值,當該最小值低于裂紋擴展所需臨界撕裂能時,裂紋將停止擴展。并通過一個工程用剪切橡膠墊的疲勞實驗驗證了小裂紋的有限元分析結(jié)果。

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