一种橡胶减振器使用寿命的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶减振器使用寿命的预测方法，将影响橡胶减振器使用的老化因素与疲劳因素结合在一起，首先利用热空气加速老化试验，建立橡胶减振器的老化寿命预测数学模型，再利用老化寿命预测模型与已有的旧件性能参数，建立新件静刚度与疲劳次数的模型关系，进而建立静刚度与时间的关系模型，得到橡胶减振器的使用寿命预测模型，从而实现对橡胶减振器使用寿命的预测。本发明专利技术很好的将老化因素与疲劳因素结合在一起来预测橡胶减振器使用寿命，预测精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶减振器寿命预测
，具体涉及一种用于减振、降噪的橡胶减振器使用寿命的预测模型。
技术介绍
橡胶减振器具有制品弹性参数可调，可以衰减、吸收低频、高频振动和噪声，冲击刚度大于动刚度和静刚度，以及体积小、重量轻、免维护等优点，故在各个领域中广泛采用。但是橡胶减振器在实际使用过程中由于存在应力应变的疲劳破坏和橡胶材料老化的影响，有一个使用寿命的问题。橡胶材料一旦发生疲劳破坏和老化，橡胶减振器的刚度和阻尼参数将会逐渐偏离设计值，其隔振抗冲性能也即受到直接影响。因此合理预测橡胶减振器的使用寿命，已成为橡胶减振器工程设计和应用中一项急需解决的问题。查阅国内外相关资料得知，目前还没有对橡胶减振器的使用寿命进行过准确的预测，这是因为橡胶减振器在使用过程中会同时受到疲劳与老化因素的同时影响。目前人们对于橡胶减振器的使用寿命研究，仍大多采用老化寿命与疲劳寿命分开研究的方法。对于橡胶材料的老化寿命的研究已初具规模，也取得了丰硕的研究成果，现阶段，国内外橡胶材料老化研究中常用的方法是加速老化试验方法。通过加速老化试验得到各试验温度和老化时间下橡胶材料的永久变形率，经过一系列相关数学方法，建立数学模型来预测橡胶的老化寿命。橡胶减振器疲劳主要是指橡胶材料在周期交变载荷作用下产生的机械疲劳，从而产生的裂纹缓慢增长而导致的物理力学性能逐渐下降的现象。橡胶减振器在使用过程中主要受到压缩的大变形周期载荷作用，处于复杂的应力状态。根据上述情况，本专利技术通过将影响橡胶减振器使用的老化因素与疲劳因素结合在一起，专利技术一种预测橡胶减振器使用寿命的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研究受到老化与疲劳双重作用的橡胶减振器，提供一种具有较高准确度的预测橡胶减振器使用寿命的方法。本专利技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：一种橡胶减振器使用寿命的预测方法，具体包括以下步骤：(A)橡胶减振器老化寿命预测模型的建立步骤，利用老化试验，建立橡胶减振器的老化寿命预测模型；其中所述老化试验采用热空气加速老化试验方法，该老化寿命预测模型为老化性能保持率与时间、温度的关系模型。(B)使用寿命预测模型的建立步骤，该步骤包括：(B1)已知已有使用n年的橡胶减振器旧件，根据步骤(A)中已建立的老化寿命预测模型，可以反求出在常温下使用n年的老化性能保持率；将此老化性能保持率P，在某老化温度T下代入老化寿命预测公式中，求出在此温度下老化的天数d；在老化温度T下，将减振器的新件老化d天，此新件具有的性能与使用n年的减振器具有相同的老化性能参数，如相同的老化性能保持率。(B2)对所述步骤(B1)中的进行完老化试验的橡胶减振器新件在某条件下做疲劳试验，一直做到此件与使用n年的橡胶减振器旧件具有相同的老化性能参数，记录此疲劳次数，此疲劳次数与实际应用过程中疲劳次数相同；橡胶减振器应用领域很广泛，对于单个橡胶减振器，它在某一特定使用环境中，其使用状况都是大体相同的，因此橡胶减振器每年的疲劳次数也相同，以此疲劳次数为基准，可以计算出橡胶减振器每年的疲劳次数。(B3)按照老化寿命预测模型还可以计算出使用n1、n2、n3……年，在老化温度T下分别老化的天数d1、d2、d3……天；取多个橡胶减振器新件分别进行老化试验，将各新件老化分别相应的天数，使其分别具有与使用n1、n2、n3……年的橡胶减振器旧件相同的老化性能参数。(B4)针对上述步骤(B3)中经过老化试验的橡胶减振器新件进行疲劳试验，加载条件与所述(B2)中加载条件相同，分别加载n1、n2、n3……年的疲劳次数，做完疲劳试验后与实际使用n1、n2、n3……年的性能参数相同。(B5)测出上述步骤(B4)中经过疲劳试验的橡胶减振器新件的性能参数，可以拟合出性能参数与时间的关系模型。其中，以老化性能保持率来表征老化性能参数，所述步骤(B1)、(B3)中的老化性能参数为老化性能保持率。以静刚度来表征橡胶减振器的性能参数，所述步骤(B2)、(B5)中的性能参数为静刚度。橡胶减振器的静刚度是表征减振器在使用过程中抵抗变形的能力，橡胶减振器在使用过程中，随着老化与疲劳的影响，静刚度会逐渐变大，其减振、降噪、抗冲击等功能会直接受到影响。因此，本专利技术将静刚度作为表征橡胶减振器能否使用的重要参数。本专利技术的优点和积极效果在于：(1)以往研究橡胶减振器的使用寿命时，一般会忽略疲劳因素的影响，或者会把老化寿命与疲劳寿命分开研究。无论哪种研究方式都不能真实反映橡胶减振器的使用寿命，无法达到准确的预测。本专利技术很好的将老化因素与疲劳因素结合在一起来预测橡胶减振器使用寿命。(2)以往在研究橡胶减振器的寿命时，通常把橡胶试片裁剪成哑铃型标准试样，通过研究试样的扯断伸长率、拉伸强度等物理性能参数的变化，预测减振器的寿命。这只是研究了橡胶胶料的寿命，并不能很好的反映减振器的寿命。因此本专利技术通过研究最能反映减振器使用情况的静刚度这一性能参数的变化，来预减振器的使用寿命。附图说明图1老化性能保持率与老化时间的关系图；图2lgK与的关系图；图3静刚度与时间的拟合关系曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。实施例一种橡胶减振器使用寿命的预测方法，具体包括以下步骤：(A)橡胶减振器老化寿命预测模型的建立。利用热空气加速老化试验，建立橡胶减振器的老化寿命预测模型。按照老化试验的要求，选择60℃、70℃、80℃、90℃、100℃这五个温度进行热空气加速老化试验。(A1)老化试验前，橡胶减振器新件至少取3个，在标准室温(23±2℃)下测量静刚度数值并记录。(A2)将老化箱调制到所需要的温度，稳定工作后，把事先编号的减振器依次放入老化箱内，关好箱门开始试验。橡胶减振器放入恒温的老化箱后，即开始计算老化时间，达到规定的时间节点后，取出需要检测的减振器。(A3)取出的橡胶减振器需要在标准室温下停放12-24h，再进行静刚度的测量，并记录结果。按照以上步骤，依次取出时间节点为1d、2d、3d、4d、5d、7d、9d、12d、16d、20d、25d、32d的橡胶减振器，并测量静刚度。(A4)由热空气老化试验测量出了橡胶减振器在5个老化温度，不同时间节点下的静刚度数值。根据以下公式(1)计算出减振器的老化性能保持率P。P=1-K-K1K1---(2)]]>式中：K—老化后橡胶减振器的静刚度；K1—老化前橡胶减振器新件的静刚度。橡胶减振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶减振器使用寿命的预测方法，其特征在于，其包括以下步骤：(A)橡胶减振器老化寿命预测模型的建立步骤，利用老化试验，建立橡胶减振器的老化寿命预测模型；(B)使用寿命预测模型的建立步骤，该步骤包括：(B1)已知已有使用n年的橡胶减振器旧件，根据已建立的老化寿命预测模型，对一橡胶减振器新件进行老化试验使其具有与旧件相同的老化性能参数；(B2)对所述步骤(B1)中的进行完老化试验的橡胶减振器新件在某条件下做疲劳试验，一直做到此件与使用n年的橡胶减振器旧件具有相同的性能参数，记录此疲劳次数，在每年疲劳次数不变的条件下，计算得到橡胶减振器每年的疲劳次数；(B3)再取多个橡胶减振器新件分别进行老化试验，使其分别具有与使用n1、n2、n3……年的橡胶减振器旧件相同的老化性能参数；(B4)针对上述步骤(B3)中经过老化试验的橡胶减振器新件进行疲劳试验，加载条件与所述(B2)中加载条件相同，疲劳次数分别加载n1、n2、n3……年的疲劳次数；(B5)测出上述步骤(B4)中经过疲劳试验的橡胶减振器新件的性能参数，拟合出性能参数与时间的关系模型。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶减振器使用寿命的预测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(A)橡胶减振器老化寿命预测模型的建立步骤，利用老化试验，建立橡胶减振器的老
化寿命预测模型；
(B)使用寿命预测模型的建立步骤，该步骤包括：
(B1)已知已有使用n年的橡胶减振器旧件，根据已建立的老化寿命预测模型，对一橡
胶减振器新件进行老化试验使其具有与旧件相同的老化性能参数；
(B2)对所述步骤(B1)中的进行完老化试验的橡胶减振器新件在某条件下做疲劳试验，
一直做到此件与使用n年的橡胶减振器旧件具有相同的性能参数，记录此疲劳次数，在每年
疲劳次数不变的条件下，计算得到橡胶减振器每年的疲劳次数；
(B3)再取多个橡胶减振器新件分别进行老化试验，使其分别具有与使用n1、n2、
n3……年的橡胶减振器旧件相同的老化性能参数；
(B4)针对上述步骤(B3)中经过老化试验的橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪奎，韩广文，孙延奎，焦淑莉，褚福海，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37