丁智平， 杨荣华， 黄友剑， 卜继玲

(1.湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412007；2.株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412007)

随着轨道交通的迅猛发展，对车辆安全性、舒适性、可靠性要求更高[1]。橡胶弹性减振元件可承受牵引、悬挂、隔振、缓冲作用，已被广泛用于轨道交通、高速车辆减振系统中[2]。而橡胶球铰具有柔性连接及减缓振动冲击作用，且不产生机械摩擦、无需润滑、噪声低、结构简单、无需维护等优点，成为轨道交通工程中广泛应用的弹性减振元件[3]。

工程上已用有限元对橡胶弹性减振元件的承载特性进行分析，但对其疲劳寿命预测，由于影响因素多、疲劳损伤机理复杂仍缺乏有效方法。目前对橡胶元件疲劳寿命的研究，主要有基于连续介质力学理论的裂纹萌生寿命分析方法与基于断裂力学理论的裂纹扩展寿命分析方法[4]。前者通过研究橡胶元件局部位置的应力、应变变化历程预测橡胶元件寿命；后者则通过研究橡胶元件局部位置微小裂纹扩展过程预测橡胶元件疲劳寿命。两种方法均有不足，较难设计合适的试验方法确定橡胶元件局部位置应力应变历程及微小裂纹扩展过程。Mars等[4-5]对橡胶材料的疲劳寿命进行过深入研究。Saintier等[6]以构型力学理论为基础，用哑铃型橡胶试样进行橡胶材料的多轴疲劳试验与分析，较准确地预测出橡胶材料承载单轴与多轴载荷时的疲劳失效位置，并提出新的疲劳评价参数。Kim等[7]以最大应变能密度、最大格林应变作为疲劳损伤参量对发动机橡胶悬置的疲劳寿命进行预测。……