疲劳试验裂纹的有限元分析

2016-08-23  by:CAE仿真在线  来源:互联网

 裂纹的有限元分析后的最大应力云图,由实验结果与有限元比较可知裂纹在最大拉应力处引发。当继续疲劳实验到30万次时,裂纹并没有明显的扩展,这个现象也符合上面有限元分析的结果,表明此时撕裂能小于裂纹扩展所需的最小撕裂能,裂纹暂时停止扩展,除非在更大的载荷或更大的位移下裂纹才有可能继续扩展。尽管微小裂纹并没有显著影响卡车橡胶垫的使用性能,但是为了提高卡车橡胶垫的使用寿命以及延缓裂纹的出现,只有通过局部形状尺寸的优化,降低金属件与橡胶粘结界面边缘处的应力集中程度,从理论上来说,应该是可以延迟微小裂纹出现的。

 本研究通过对简单剪切橡胶试件的有限元分析,计算了撕裂能与裂纹尺寸的关系,当裂纹尺寸足够大时,撕裂能为常值,与裂纹尺寸无关,这点与已存在的分析解一致。当裂纹尺寸较小时,撕裂能强烈依赖于裂纹尺寸,而且出现了一个最小值,当该最小值低于裂纹扩展所需临界撕裂能时,裂纹将停止扩展。并通过一个工程用剪切橡胶垫的疲劳实验验证了小裂纹的有限元分析结果。

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