对某型车橡胶金属件生命周期的研究
橡胶材料老化机理与寿命预测研究
橡胶材料老化机理与寿命预测研究橡胶材料是我们日常生活中广泛应用的材料，如轮胎、密封制品、管道等等，但是随着时间的推移，橡胶材料会出现老化现象，导致其性能下降，失去原有的功能。
了解橡胶材料老化机理和寿命预测研究对于橡胶材料的使用和生产具有重要意义。
一、橡胶材料老化机理橡胶材料在使用过程中会遭受各种外界因素的影响，导致其材料性能发生变化，出现老化现象。
橡胶材料老化机理可以从以下几个方面进行分析。
1. 氧化老化氧化是导致橡胶老化的主要因素之一。
在空气中含氧量高的环境中，橡胶材料很容易出现氧化现象。
氧化过程中，橡胶分子的长链高分子结构会断裂，并形成一些小分子氧化产物。
2. 光老化使用橡胶材料的环境中可能会有紫外线、紫外线辐射等光源，这些光源能穿透橡胶材料并与其分子发生相互作用。
这些相互作用会导致橡胶材料的分子链结构断裂，从而形成一些小分子氧化产物。
3. 热老化常温下，橡胶材料的长链高分子结构相对稳定，但是当橡胶材料受热作用时，其分子结构会发生变化。
热老化的原因在于分子对热的敏感性，高温会引起橡胶分子的活化，从而使得其细胞结构发生变化。
4. 化学老化在使用橡胶材料过程中，橡胶材料会遭受各种化学因素的影响。
这些化学因素可能是有害物质、油性物质、水、酸、碱等，导致橡胶分子链变化并产生氧化物。
二、橡胶材料寿命预测研究针对橡胶材料的老化现象，科研工作者通过研究橡胶材料寿命预测，找出了一些影响橡胶材料寿命的因素。
1. 贮存条件橡胶材料贮存条件越好，其寿命相对越长。
橡胶材料的贮存温度和湿度对其寿命有很大的影响。
一般而言，橡胶材料要存储在干燥、避光、低温、低湿的环境中。
2. 使用环境橡胶材料在不同的使用环境下有不同的寿命。
在各种外部因素影响下，橡胶材料的寿命也会受到影响。
例如，橡胶管道在被暴露在紫外线和氧化剂等环境中，寿命会比暴露在其他环境下的橡胶管道寿命要短。
3. 橡胶材料类型不同类型的橡胶材料具有不同的寿命。
例如，氟橡胶的耐化学质量很高，该材料能够抵抗多数化学药品的腐蚀，寿命较长。
橡胶寿命预测研究方法
橡胶原产于橡胶 树 ， 古时候人们 就从 橡胶 树上取得胶乳 ， 制成 较 准确 的数 学公 式 ㈣如下 ｆＰ） Ｂｅ ｐ－Ｋｔ） （ ＝ ｘ （－ ｔ （） ３ 各 种 简 易 的生 活 用具 ， 盛水 器 等 ； 着 科 学技 术 的发 展 ， 如 随 出现 了 合 成橡 胶 ， 于是 橡胶 就 分 成 两类 ， 产于 橡 胶 树 的 叫 天然 胶 ， 业 合 成 的 工 式 中： ０ 与温度无关的常数 ； 一 Ｂ，一 【 Ｋ 速率常数 ； 时间 ｔ 一 叫合成胶 ， 而合成胶 由于合成原料的不 同 ， 为氯丁橡胶 、 又分 硅橡胶 ２５ 变量 折合 法 ｛Ｉ ． ｉ２ ｉ１ － 等许 多 种 。 由于 橡胶 制 品弹 性 好 ， 度 高 ， 加 工等 特 点 ， 胶 制 品 强 易 橡 变 量 折 合 法 是 一 种 数 学 作 图法 ， 过任 意 两 个 时 间 点 、 度 点 通 温 已广 泛 应 用 于各 个 领 域 ， 比如 民用 、 业 、 工 工程 、 军工 等 。 用在 这 些 的数 据 ， 以计 算 出公 式 ２中的 ｂ值 ， 后 再 将 通 过公 式 将 高 温 的 应 可 然 领域中的橡胶制 品起着密封 、 减震等重要作用 ， 我国早在上世纪九 数据转化成常温的数据 ， 从而得 出寿命 时间。前苏联以将此方法标 十 年代 就 开 始对 橡 胶 密 封制 品生 产 企业 进 行 生 产许 可证 制 度 ， 格 准化作为检验橡胶寿命和性能变化的方法 。 严 要 求企 业 持 续 、 定生 产 质 量 合格 产 品 ， 稳 以保 证 人 们 生命 、 产 的安 财 ２ 数 学模 型 法 ． ６ 数 学模 型法 就是 利 用 不 同 的 理论 建 立 不 同的 数 学模 型 ， 然后 用 全 。然而 ， 作为一种高分子材料 ， 橡胶制品特别易老化 ， 而且老化后 的橡胶将极大的损失其作为优 点的弹性 、 强度等性能。因此了解橡 实验数据来计算寿命的方法 ，目前大多数 的数学模型法 还不成熟 ， 由于 计算 机 的迅 猛 发 展 ， 于 Ｂ 基 Ｐ 胶 的老化机理 ， 确定橡胶制 品的大概使用年限和储存时间 ， 于保 没 有应 用 于 实 际 工 作 中 。近 年 来 ， 对 障人 们 生命 、 财产 安 全 有着 重 要 的 意义 。 人 工神 经 网 络橡 胶 老 化预 报 、 寿命 预测 的技 术 逐渐 兴 起 ㈣。 １橡胶 老 化 的原 因 ： ３对 于 寿命 预 测 方法 的讨 论 第 一 、 胶老 化 的 内 因 。 胶 材 料本 身结 构上 的弱 点 ， 橡 橡 如化 学 组 目前 ， 种 寿命 预 测 方 法 都有 其 局 限性 ， 验 容 易 操 作 的 方 法 ， 每 实 准 因 成（ 高分 子 链 的组 成 元 素 ）分 子 链 结 构 （ 子链 的长 度 、 象 及 有 机 准 确度 差 些 ， 确 度好 的实 验 又 难操 作 ， 此在 实 际 的科 研 工 作 中 ， 、 分 构 基 团 在链 上 的 分布 ）物 理 结 构 （ 晶性 、 璃 化 温 度 及 卷 曲程 度 ） 选择合适 的方法是很重要的。现在 的寿命预测方法 ， 、 结 玻 ； 有两个 比较重 加工 后 橡 胶 中产 生 的新 弱点 （ 高分 子 链 断 裂 及 氧化 等 ）添 加剂 如 抗 要 的 理想 性 假设 ， 是 ， 胶 制 品发 生 的老 化 主 要 以热 氧 老 化 为 主 ， ； 一 橡 二是 ， 橡胶制品所处的环境是理想的 ， 温度 、 氧剂 、 增塑剂 、 交联剂及有机溶剂等对材料的影响 。第 二、 橡胶 老化 其它 的因素忽略不计 ， 的外 因 ： 候 环 境 （ 气 和 臭 氧 的作 用 ， 温 和 相 对 湿 度 的 影 响 ） 气 氧 气 和 湿度等外界因素是恒定 的。所以 ， 现在的寿命预测方法大多数是针 成 型 加 工条 件 （ 压 、 出 等 ）Ｊ 模 挤 Ｉ １ 。 对橡胶制品的储存寿命预测 ， 而不是使用寿命的预测 。不 同的橡胶 科学 家通过对橡胶 自然老化 的研究发现 ， 氧气的作用是橡胶老 制品的使 用环境不 同 ， 如果对使 用寿命进行预测 ， 就必须进行 使用 化 的主 要 因素 ［ ２ １ 是 橡胶 自然 老 化 的周 期 过 长 ， 。但 即使 有研 究结 果 ， 环境 的模 拟 实验 ， 这无 疑 是 一 个 浩 大 的工 程 。因 此 ， 目前 为 止 ， 内 国 对 橡 胶 制 品 的 实 际使 用 也 没 有 意 义 ， 因此 ， 过 加速 老化 的 方 法 对 还 没见 到 橡 胶制 品相 关 的使 用 环境 模 拟 的 数据 报 道 。 通 橡 胶 老 化 性 能进 行 研究 ［１ ３， － 为橡 胶 的 寿命 预测 提 供 了理论 基 础 和 理 ６ 国标 （ ＢＴ ０ ２ — ０５硫 化 橡 胶 或 热 塑性 橡 胶 应 用 阿 累 尼 鸟 （ ／２０ ８ ２ ０ Ｇ 论数 据 。 斯 图 推算 寿 命 和最 高 使 用 温度 》 ，给 出 了在 进 行 寿 命 预测 工 作 时 的 指导 ， 准中明确规定 了临界值应选择原始值的 ５％， 与许多科 标 ０ 这 ２橡胶寿命预测方法 ２１时间——温度叠加的寿命预测模型［ ． １ ］ 研工作中选择临界值为原始值 的 ２ ％是不 同的。 ５ 因为橡胶寿命预测 所 时间——温度叠加 的寿命预测模 型的原理是时温等效原理 ， 即 在实际工作 中影响因素过多 ， 以该国标没有过多的对实验过 程进 高 聚 物 的 同 一 力 学 松 弛 现象 可 以在 较 高 的温 度 、 短 的 时 间 （ 较 行 规 定 ， 是 一个 指 导性 的标 准 ， 为 它 的 理论 基 础 仍 然 是 阿 累尼 较 或 只 因 所 如 高 的作用频率 ） 观察 到 ， 可以在较低 的温度 下 、 长时间 内观察 乌斯 方 程 ， 以它 也 是 一个 理想 化 的标 准 ， 果 用 来计 算 使 用 寿 命 ， 也 较 到 。因此 ， 高温 度 与 延 长观 察 时 间对 分 子运 动 是 等效 的 ， 高 聚 物 必须 考 虑 到使 用 的 橡胶 制 品使 用 的环 境 ， 结果 加 以修 正 。 升 对 对 ４ 橡胶 寿 命 预 测 的发 展方 向 的 粘 弹行 为也 是 等效 的 。由此 理 论 最终 得 到 的数 学计 算 公 式 如下 ： Ｅａ ‘１ 对于橡胶寿命预测 ， 发展 的方 向将会 以使 用寿命为主 ， 了解橡 ａ ｘ ＝ｅ ｐ ） 】 （） １ 胶 的 实 际 的使 用 寿命 ， 以最 大 限 度 的 发 挥橡 胶 制 品 的 作 用 ， 到 可 起 式中 ０ 【 移 因 子 ； ａＡ ｒｅｉｓ活 化 能 ； 一 体 常数 ；ｒ 参 节 能 环保 的作 用 ，同时 也 能在 橡 胶 制 品 完全 丧 失 功 能 前 停 止使 用 ， 平 Ｅ — ｒ ｎｕ ｈ Ｒ气 Ｔ一 防患于未然 ， 保障人们生命财产 的安全。 计算机行业的软 、 硬件 的高 考温 度 ；一 验 温度 Ｔ试 给 如 通 过 这 个 公 式 ， 们 可 以设 计 两 个 以上 的温 度 点 的实 验 ， 可 速 发 展 ， 橡 胶 寿 命 预 测 提 供 了很 好 的 模 拟 平 台 ， 果 开 发 出合 适 我 就 以计 算 出平移 因子 Ｏ ， 而计 算 任 意 温度 下橡 胶 的使用 寿命 。 ／从 ． 的软 件 ， 可 以模 拟 加 速 老 化 的过 程 、 拟 实 际使 用 环 境 等 现 实 中 就 模 需 要 耗 费大 量 的人 力 、 物力 、 力才 能 达 到 的 环 境 ， 样 极 大 的 节约 财 这 ２２扩 散 限 制氧 化 模 型Ｉ ． ］ 扩 散 限制 氧 化 模 型 是 通 过 试 验 确 定 橡 胶 中氧 气 的 浓 度 与 橡 胶 了科 研 成本 ， 提 高 了结 果 的准确 性 。 也 参 考 文献 模量的关系， 再通过测定橡胶中氧气 的浓度预测橡胶的寿命 。这种 方 法 的数 学 模 型 比较 复 杂 ，需 要 通 过 复 杂 的公 式 推 导 及 有 限元 分 … １胡文军等． 橡胶 的热氧加速 老化 试验及 寿命预 测方法【 ． Ｊ橡胶 工 ］ ２０ １ 析， 同时需要有超敏感的测试设备 。因此 ， 日常 的检验中 ， 在 操作性 业 ，０４年 第 ５ 卷 ．
橡胶寿命预测研究方法
符合下面的公式：f (P) B exp( Kt )
[3]李咏今.现行橡胶及其制品贮存期快速测定方法的可靠性研究[J].
lgt-lgt = b( 1 - 1 ) TT
橡胶工业，l994，41(5)：289-296． (2) [4]茆诗松，王玲玲.加速寿命试验[M]．北京：科学出版社，2000．
式中：t-时间；T-温度；B=U/R；U-活化能；R-常数
基团在链上的分布）、物理结构（结晶性、玻璃化温度及卷曲程度）； 选择合适的方法是很重要的。现在的寿命预测方法，有两个比较重
加工后橡胶中产生的新弱点（高分子链断裂及氧化等）；添加剂如抗 要的理想性假设，一是，橡胶制品发生的老化主要以热氧老化为主，
氧剂、增塑剂、交联剂及有机溶剂等对材料的影响。第二、橡胶老化 其它的因素忽略不计，二是，橡胶制品所处的环境是理想的，温度、
比较差。
[2]Wise J，Gillen K T．An ultrasensitive technique for testing Arrhe－
2.3 线性关系法[7]
nius extrapolation assumption for thermally aged elas -tomers EJ3．
Dakin 认为电器绝缘有机材料的寿命和温度之间是线性关系， Polymer Degradation and Stability，1995，49：403-418.
数学模型法就是利用不同的理论建立不同的数学模型，然后用
的橡胶将极大的损失其作为优点的弹性、强度等性能。因此了解橡 实验数据来计算寿命的方法，目前大多数的数学模型法还不成熟，
胶的老化机理，确定橡胶制品的大概使用年限和储存时间，对于保 没有应用于实际工作中。近年来，由于计算机的迅猛发展，基于 BP
橡胶疲劳寿命的有限元分析与实验研究
弹 性 体 Ｃ ， Ｈ ２ ０ Ｉ Ｎ １ ７ Ａ － ０ ４ — Ｅ ２ Ｉ ５ Ａ ， ２ Ｓ ７ Ｔ （ ２ （ ） Ｍ ： １ Ｅ Ｏ Ｒ ～ Ｉ Ｃ １ ４ Ｓ
橡 胶 疲 劳 寿 命 的有 限元 分 析 与 实验 研 究 ＊
张 天 华 ， 王
国家 重 点 实 验 室 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ）
有 限元 法分 析 橡 胶 的疲 劳 问题 始 于 ２ Ｏ世 纪
后期， 它 的兴 起 引 起 了研 究 疲 劳 问题 学 者 的广 泛 关 注 。２ Ｏ世 纪后 期 ， 国 内已经 开 始用 有 限 元 法 分
验， 获取材 料 的应 力一 应 变 曲线 ， 通 过 该 曲 线 分 析 硫化 橡胶 的 基 本 力 学 性 能 。将 应 力一 应 变 曲 线 导
该 配 方 的硫 化 Ｎ Ｒ， 当橡 胶 本 构 方程 选 用 Ａｒ ｒ ｕ ｄ ａ — Ｂ ｏ ｙ ｃ ｅ模 型 时 ， 模拟 的橡胶 试样 单向拉伸 力学行 为（ 应
力一 应变） 与 实验 值 比较 吻舍 ； 通 过 ＡＢ ＡＱｕｓ和 Ｆ Ｅ — Ｓ ＡＦ Ｅ平 台模 拟 得 到 的 硫 化 Ｎ Ｒ 试样的疲 劳寿命 与 疲劳实验结果相接近 ， 误 差在 １ ． ９ ８ ％范 围 内 。验 证 了有 限 元 软 件 ＡＢ Ａ Ｑｕｓ和 Ｆ Ｅ — Ｓ ＡＦ Ｅ 相 结 合 模 拟 结
入 ＡＢ ＡＱＵＳ软 件 中 ， 通 过软 件 中 自带 的橡 胶 本
＊基 金项 目 ： 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ５ １ ２ ７ ３ ０ ９ ９ ， ２ １ ２ ７ ４ ０ ７ ２ ） ； 绿 色 轮胎 与 橡胶 协 同创 新 中心 开 放 基金 资 助 项 目
橡胶老化寿命预测方法的研究情况简介
ＲＯ０・ ＲＨ— — Ｒ０ＯＨ＋ ・ ＋ Ｒ
用。 此外， 加速寿命试验还作 了以下假设： 在试验温度和外 推温度范围内， 只有一个 或几个具有相 同活化能 的反应 起决定作用； 反应活化能是常数 ， 与温度无关； 反应速率只 受温度影响 ， 与其它 因索无关 。 际情况要 复杂得多 ， 实 所 以加速寿命试验预测 出的橡胶构件贮存寿命只是一个近 似值 ，它 与实际贮存寿命 的接近程度取决于橡胶构件在 老化过程中是否遵循这些假设 。如果对结果的准确程度 要求不高 ，甚至可以使用 比标准方法更为简单的热重点 斜法预估橡胶材料的贮存 寿命 。此法是在橡 ｝ 生能变化 到临界值 Ｐ以下 ， 建立 ｔ Ｔ之间的关系 ， 与 在一定 的温度
第 ３ ０卷第 ２ ４期
Ｖｏ ．０ ｏ ２ １ Ｎ ．４ ３
企 业 技 术 开 发
Ｔ ＣＨＮＯＬ Ｉ ＡＬ ＤＥＶ Ｏ ＭＥＮ Ｅ
２１ 年 １ ０ １ ２月
Ｄｅ ． ｃ２０１ｌ
橡胶 老化 寿命预 测方法 的研 究情况 简介
化试验箱 内，并周期性地检查和测定试 样的外观及性能 变化 ，从而评定其耐热性及 预测某些高分子材料 的贮存 期和使用寿命的一种方法 。之后又 出现了氧弹加速老化 试验 、 人工气候加速老化试验 、 湿热老 化试验 、 臭氧加速
老化试验 、 烟雾腐蚀试验 、 人工抗霉试 验等。 长时间 的人 工加速老化与实际 自然 老化研究表 明， 烘箱加速老化与 实际 自然老化最接近 ， 因此橡胶加速老化研究 多以提高 温度 的烘箱加速老化方法为主。 研究表 明： 用于电容器密 封的天然橡胶 （ Ｒ） 乙丙橡胶 （ Ｐ Ｅ Ｄ 、 Ｎ ， Ｅ Ｍ、 Ｐ Ｍ） 丁苯橡胶 （Ｂ 、 Ｓ Ｒ）丁基橡胶 （Ｉ 、 Ｉ 硅橡胶 （ Ｖ ） 等 ， Ｒ） Ｎ Ｑ等 使用过程 中的老化都属于热氧老化 。
NBR加速老化试验预测橡胶使用寿命
加速老化预测NBR橡胶的使用寿命摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。
我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。
这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用，丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。
实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。
为了预测NBR的使用寿命，对NBR橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。
通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。
关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。
符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度I 前言橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。
从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。
许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。
如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。
橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。
所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。
橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。
老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。
橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。
橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析什么是转向架轴箱橡胶节点？转向架轴箱橡胶节点是汽车的重要组成部分，用于将车轮安装在变速箱上，从而使车轮与变速箱之间的振动减少到最小。
转向架轴箱橡胶节点把振动吸收，并消除了变速箱车轮之间的不对称性，从而改善了车辆操纵性能。
此外，它还能够有效地减少噪声和震动，在驾驶过程中提供更舒适的驾驶体验。
这些优点使橡胶节点在汽车工程中变得越来越重要，它们被广泛应用在各种汽车的转向架轴箱中，并且得到了许多车主的好评。
然而，由于汽车行驶中的疲劳作用，转向架轴箱橡胶节点也会遭受损坏。
如果节点疲劳寿命不足，就会导致车轮发生抖动，影响驾驶者的安全，因此转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命研究是非常必要的。
在结构设计中，有限元分析有着极大的优势，可以用于迅速预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。
在过去的几年里，人们已经开始使用有限元方法来研究转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。
首先，在使用有限元分析之前，需要建立转向架轴箱橡胶节点的几何模型。
建模时，应遵循结构实际尺寸，并考虑到橡胶材料的物理性质，特别是其柔韧性、松弛性和弹性。
接着，在有限元分析中，可以采用模态分析来模拟转向架轴箱橡胶节点的行为。
模态分析可以准确表征橡胶节点在任何振动频率下的振动响应，从而得出解析表达式的振动频率和振动幅度。
此外，还可以通过时间响应分析来确定橡胶节点在应力下的耐久性。
在时间响应分析中，可以利用累积应变的概念来记录橡胶节点的变形情况，从而获得节点疲劳寿命的估计值。
有限元分析可以计算出橡胶节点在各种工况下的变形情况，从而确定节点疲劳寿命。
除此之外，还可以使用有限元分析来确定节点疲劳寿命的影响因素，包括工况、振动频率和强度等。
此外，有限元分析还可以帮助优化转向架轴箱橡胶节点的结构设计，从而延长节点的疲劳寿命。
综上所述，有限元分析在研究转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命方面具有重要意义。
通过综合利用有限元方法和模态分析方法，可以快速准确地估算出橡胶节点的疲劳寿命，帮助车主保持车辆的安全性和可靠性。
疲劳试验在橡胶减振制品寿命预测中的应用
疲劳试验在橡胶减振制品寿命预测中的应用橡胶减振制品同时具有承载和缓和冲击的作用，由于体积小、重量轻、免维护等优点，故可以取代传统的金属弹簧和摩擦阻尼装置。
橡胶减振制品的耐疲劳特性严重影响其使用寿命，本文综述了橡胶减振制品疲劳失效的判断准则和疲劳试验在使用寿命预测中的应用，以及国内外在橡胶减振制品寿命预测方面的研究进展。
橡胶减振制品具有制品弹性参数可调、可以衰减和吸收高频振动和噪声、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，故可以取代传统金属弹簧和摩擦阻尼装置。
国外此类产品的应用非常广泛，但在国内还处于引进与仿制阶段。
由于，橡胶减振制品通常是在周期应力状态下使用的，所以，橡胶减振制品的耐疲劳特性与其使用寿命密切相关。
最可靠的办法是在实际使用条件下对实物进行评价，但这需要较长的试验时间和昂贵的费用。
目前，预测橡胶减振制品疲劳寿命方法有虚拟分析和疲劳试验，而使用软件来仿真计算产品的使用寿命，并不能代替疲劳试验，产品疲劳可靠性最终要通过疲劳试验来检验。
因此，如何准确的通过疲劳试验来预测橡胶减振制品的疲劳寿命，对于缩短产品开发周期、节省资金，最终研制出性能满足使用要求的高技术含量的产品有重要意义。
1橡胶减振制品疲劳失效的判断准则1.1 制品静刚度损失率橡胶减振制品是国内外目前应用最为广泛的减振降噪装置，在轨道交通中占总量的 90%以上(按产值计算)，主要起承载、悬挂、牵引、隔振和缓冲的作用，所以刚度是橡胶减振制品的关键特性之一。
橡胶减振制品的疲劳曲线的特点为在循环次数超过10 7 次后，曲线也并不一定水平，所以，疲劳试验并不要求制品直到疲劳破坏时才终止试验，即当试验进行到一定次数后，对制品进行性能检验，如满足要求，即认为寿命达到设计要求。
橡胶材料的弹性模量在使用过程中会不断下降，往往在发生破坏前，其强度就已降到不足以承受额定载荷的程度，因此，必须在疲劳使用过程中对制品的刚度进行检验，以掌握失效程度。
橡胶材料疲劳寿命影响因素及研究方法综述
异的柔软性、绝缘性、耐磨性和阻隔性而广泛应用 于轮胎、胶管、减震器、密封件、输送带和橡胶坝等 制品中。这些橡胶制品常在周期性交变应力下使 用，因 此 橡 胶 材 料 的 耐 疲 劳 性 能 往 往 决 定 了 橡 胶 制 品 的 使 用 寿 命。 传 统 上，橡 胶 材 料 的 疲 劳 研 究
1 橡胶材料疲劳寿命的影响因素 1. 1 胶料配方
胶料配方是决定橡胶材料耐疲劳性能的关键 因素，一直是橡胶制品研发的重点。在结构、受力 条 件 和 使 用 环 境 等 一 定 的 情 况 下，橡 胶 制 品 的 疲 劳寿命与胶料配方设计息息相关，尤其是生胶、填 料、硫 化 剂 体 系 和 防 护 体 系 等 的 选 择 对 橡 胶 材 料 耐疲劳性能影响很大。 1. 1. 1 生胶
胶（NR）和丁苯橡胶（SBR）较差。 提高橡胶分子链的不饱和度可提高其耐热氧
老 化 性 能，如 HNBR 的 热 氧 稳 定 性 优 于 丁 腈 橡 胶 （NBR）[2]。 生 胶 的 相 对 分 子 质 量 和 分 子 结 构 对 橡 胶材料的耐疲劳性能有较大影响，J. Zhao等[3]研 究表明相对分子质量较低的SBR具有较好的耐疲 劳性能，顺式含量较高的顺丁橡胶（BR）耐疲劳性 能 较 好 ，原 因 是 应 变 诱 导 结 晶 延 迟 了 疲 劳 失 效 。 表1为 某 轮 胎 胎 侧 胶 配 方 比 较，正 常 配 方 试 样 在 屈 挠 试 验 中 屈 挠 1 5 万 次 时 发 生 裂 口 ，而 试 验 配 方 试 样 在 屈 挠 5 0 万 次 时 仍 未 出 现 裂 口 。 可 见 ，在 配 方中适当增大BR并用比有利于提高胎侧胶的耐 疲劳性能。
橡胶的化学微观结构[决定玻璃化温度（Tg）、 热 氧 稳 定 性 和 应 变 诱 导 结 晶[1]等]、相 对 分 子 质 量 及 支 链、内 部 杂 质 以 及 橡 胶 并 用 等 都 会 影 响 橡 胶 制 品 的 疲 劳 寿 命。 如 氟 橡 胶 和 氢 化 丁 腈 橡 胶 （HNBR）等特种橡胶的热氧稳定性较好，而天然橡
橡胶制品的生命周期评估与改进
评估目的和意义
提高橡胶制品的质量和性 能
降低生产成本和环境影响
满足消费者对环保和健康 的需求
促进橡胶制品行业的可持 续发展
评估方法和流程
确定评估目标： 确定评估的目的 和范围，如环境 影响、资源消耗 等。
收集数据：收集橡 胶制品的生命周期 各个阶段的数据， 如原材料、生产、 使用、废弃等。
建立模型：建立生 命周期评估模型， 如环境影响评价、 资源消耗评价等。
分析结果：分析评 估结果，找出橡胶 制品生命周期中的 环境影响和资源消 耗的关键环节。
提出改进措施： 根据评估结果， 提出改进措施， 如改进生产工艺、 使用环保材料等。
跟踪和验证：跟踪 改进措施的实施情 况，验证改进效果。
评估指标和标准
环境影响：包括原材料开采、生产过程、 使用和废弃处理等阶段的环境影响
持续改进：根据实践结果， 不断优化和改进橡胶制品 的生命周期。
案例实践和效果评估
案例选择：选择具有代表性的橡胶制品生产过程 实践方法：采用生命周期评估方法，分析橡胶制品的环境影响 效果评估：根据评估结果，提出改进措施和建议 案例总结：总结案例实践的经验和教训，为橡胶制品的生命周期评估提供参考
案例总结和经验分享
和废弃处理等环节
探索改进橡胶制品生产工 艺和材料的方法，以降低
环境影响
研究橡胶制品的回收和再 利用技术，提高资源利用
率
展望未来，橡胶制品行业 将更加注重环保和可持续 发展，努力实现绿色生产
和消费
THANK YOU
汇报人：
汇报时间：20XX/01/01
通过评估，我们可以发现橡胶制品在 生产、使用和废弃处理过程中可能产 生的环境问题。
针对这些问题，我们可以采取相应 的改进措施，如改进生产工艺、使 用环保材料、加强废弃物管理等。
橡胶制品的生命周期管理与产品回收利用
橡胶制品的储存与运输
储存条件：避免阳光直 射、高温、潮湿等环境
储存时间：根据橡胶制 品的类型和使用寿命确
定
运输方式：选择合适 的运输方式，如陆运、
海运、空运等
包装要求：确保橡胶 制品在运输过程中不 受损坏，如使用防潮、
防震等包装材料
使用过程中的维护与保养
定期检查：定期检查橡胶 制品的磨损情况，及时更
生命周期用对生命周期管理的意义
减少资源浪费：通过回收利用，可以减少原材料的消耗，降低生产成本。 保护环境：回收利用可以减少废弃物的产生，降低对环境的污染。 提高产品质量：回收利用可以改善产品的性能和质量，提高产品的市场竞争力。 促进可持续发展：回收利用可以促进资源的循环利用，实现可持续发展。
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橡胶制品的生命 周期管理与产品 回收利用
,
汇报人：
目录
01 单 击 添 加 目 录 项 标 题
02 橡 胶 制 品 的 生 命 周 期 管 理
03 橡 胶 制 品 的 回 收 利 用
04
生命周期管理与回收利用 的关系
PART 01
单击编辑章节标题
3
PART 02
橡胶制品的生命周期管 理
实现可持续发展的路径与策略
生命周期管理：通过优化产品设计、生产、使用和回收等环节，降低资源消耗 和环境影响
回收利用：将废弃橡胶制品进行回收、处理和再利用，减少资源浪费和环境污 染
政策支持：政府出台相关政策，鼓励和支持橡胶制品生命周期管理和回收利用
技术创新：研发和应用新技术，提高橡胶制品生命周期管理和回收利用的效率 和效果
未来发展方向与趋势
橡胶制品生命周期管理的 重要性
回收利用在生命周期管理 中的作用
橡胶材料疲劳损伤特性与寿命预测研究
橡胶材料疲劳损伤特性与寿命预测研究随着工业的不断进步和技术的不断革新，橡胶是一个非常重要的材料。
它被广泛应用于工业、医疗、汽车等领域。
然而，长期的使用和疲劳会导致橡胶材料疲劳损伤，甚至失效。
这种失效不仅会给工业生产带来影响，还会导致严重的安全问题。
因此，对橡胶材料的疲劳损伤特性和寿命预测进行研究非常必要。
一、橡胶材料的疲劳损伤特性疲劳损伤通常是材料在受到交变应力的情况下发生的，这种应力会引起材料内部的微观结构变化，进而导致宏观性能下降。
对于橡胶材料来说，弹性和结构是其最基本的性能。
所以，研究橡胶材料的疲劳损伤特性就必须了解其弹性和结构的变化情况。
橡胶材料的弹性特性与其内部结构和成分密切相关。
材料受到外界力的作用后，它的形变会影响其内部化学键，从而影响其物理性质。
当材料经过长期疲劳作用后，它的弹性便会发生变化。
此时，需要考虑材料的温度、湿度、化学环境等因素对其弹性的影响。
此外，还需要考虑它的外观形态对其弹性和结构的影响。
一些几何形状不良的橡胶零件更容易出现疲劳破坏。
对于橡胶材料的结构特性，主要与材料中弹性体和填充物的含量、相互作用以及其分布等因素有关。
一般来说，弹性体含量越高，橡胶材料的弹性越好；填充物含量越高，橡胶材料的硬度越大，但其强度和韧性会相应降低。
因此，需要考虑填充物的种类、粒度、分布等因素对橡胶材料的疲劳损伤特性的影响。
二、橡胶材料寿命预测研究橡胶材料疲劳寿命预测是指通过对橡胶材料的疲劳性能进行分析和测试，预测其在实际应用中的使用寿命。
在实际应用过程中，设计者通常会考虑材料的寿命和性能的平衡，以提高材料的使用效率。
因此，对于橡胶材料的寿命预测研究是非常必要的。
针对不同应用环境下的橡胶材料，通常考虑以下几个方面：1.受力模式：橡胶材料在不同受力方式下的疲劳寿命是不同的。
受力模式的不同会影响受力状况，从而导致疲劳损伤度和寿命不同。
2.受力频率：受力频率高的橡胶材料疲劳失效的速度快于受力频率低的橡胶材料。
橡胶内胎的蠕变特性与寿命预测研究
橡胶内胎的蠕变特性与寿命预测研究橡胶内胎作为一种重要的轮胎部件，具有承载车辆荷载、缓冲冲击、保持轮胎形状等重要功能。
然而，在长期使用过程中，橡胶内胎会受到多种因素的影响，从而导致其蠕变特性的变化和寿命的缩短。
因此，准确研究橡胶内胎的蠕变特性，并预测其寿命，对于提高轮胎的可靠性和耐久性具有重要的意义。
蠕变是橡胶材料在长时间应力作用下的一种瞬时塑性变形现象。
橡胶内胎作为一种高分子弹性材料，在车辆负荷和温度的作用下，会发生蠕变现象。
蠕变特性的研究是了解橡胶材料在真实工作条件下变形行为的关键。
通过对橡胶内胎的蠕变特性的研究可以更好地了解其耐久性，并预测橡胶内胎在特定工作条件下的使用寿命。
橡胶内胎的蠕变特性研究主要涉及以下几个方面：首先，通过应用恒定拉伸应力或恒定应变的实验方法，研究橡胶内胎在不同应力或应变水平下的蠕变变形行为。
实验中应结合温度、湿度等因素对蠕变的影响进行综合分析。
其次，研究橡胶内胎蠕变的时间依赖性，即通过应力松弛实验，分析橡胶内胎在不同时间尺度上的蠕变特性，以模拟实际使用条件下的变形行为。
最后，还可以通过动态蠕变实验，研究橡胶内胎在大应力或应变变化下的蠕变特性，探索其变形行为对负荷和温度的敏感度。
除了实验研究，还可以通过数值模拟方法对橡胶内胎的蠕变特性进行分析。
通过建立合适的材料模型和边界条件，利用有限元分析方法模拟和预测橡胶内胎在特定工作条件下的变形行为。
数值模拟可以更好地了解橡胶内胎受力情况下的变形和应力分布，提供寿命预测的依据。
对橡胶内胎寿命的预测主要包括两个方面：一是通过蠕变试验数据的分析，建立蠕变寿命模型。
蠕变寿命模型可用于预测橡胶内胎在特定应力和温度条件下的寿命。
常用的模型包括Burger模型、时间强度模型等。
二是通过橡胶材料的老化特性和损伤机理的研究，预测橡胶内胎的寿命。
橡胶内胎在使用过程中会受到热氧老化、机械疲劳等因素的影响，导致橡胶材料性能的退化和结构的破坏，因此需要了解其老化机理，从而预测内胎的寿命。
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析转向架轴箱是汽车的重要组成部分，其中橡胶节点是重要的结构部件，其受力性能决定了转向架轴箱的性能指标。
然而，橡胶节点在受力运行过程中，它的疲劳寿命的问题一直是很难预测的。
因此，研究并预测橡胶节点疲劳寿命变得非常重要。
有限元分析是一种用来模拟复杂物理系统行为的有效工具。
基于有限元分析，已经开展了很多研究，以研究转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命,中包括建立模型、模拟受力情况、求解应力分布和计算疲劳寿命。
有限元分析可以有效预测橡胶节点的疲劳寿命，而不需要耗费大量时间和金钱。
有限元分析通常需要模拟计算时所用的转向架轴箱模型。
模型的建立需要考虑转向架轴箱的各个物理参数，如材料性能、尺寸尺度、几何形状、受力环境等，并进行合理的参数选择。
在仿真计算中，可以采用物理模型、物性模型及力学模型来模拟受力情况，有效地分析受力情况对转向架轴箱橡胶节点的影响，探究结构参数对应力分布及疲劳寿命的影响。
根据有限元分析，可以计算出橡胶节点的应力分布。
该应力分布可以根据给定的设计规范，以及正常工况下的可接受应力值，确定橡胶节点的最大可接受应力和最大应力比率。
考虑到结构参数的不同，根据材料的综合性能，可以推算出橡胶节点的疲劳寿命。
有限元分析可以有效的预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命，除了可以提高结构部件的可靠性外，还可以为汽车制造商提供产品设计指导。
而且，该方法在实践中也能够起到节约时间和金钱的作用，因为它可以模拟大量的试验情况，较少的实验也可以获得可靠的结果。
因此，有限元分析可以有效地预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命，以实现更便捷、更可靠的分析。
今后，有限元分析将会有更广泛的应用，进一步开发和优化结构设计和性能测试，从而改善汽车性能和安全性。
橡胶使用寿命与整车温度场相关性研究
图1 整车主要热源图2 各温度下性能保持率和时间曲线排气温度地板下部件（室外温度）地板上部件（室内温度）主热源外部件主热源辐射发动机舱内部件［8.314J/（mol ·K ）］； T 为热力学温度（K ）。
寿命方程试验方案及试验结果动力总成后悬置软垫主要采用天然橡胶（NR ）材料，由于布置的原因，离热源（排气管与三元催化器）较近，所以使用温度较左右悬置要高，本文选择后悬置软垫用NR 材料为研究对象，测量不同温度下不同老化时间点力学性能衰减数据，最长老化时间为3 072 h ，最短老化时间以达到性能衰减50%终止，将断裂伸长率下降到50%临界值的时间作为使用寿命时间。
作为寿命考核的性能指标可以自由选择：强度、伸长率和模量等，临界值可以根据产品的性能要求结合CAE 分析给出。
此次试验选择断裂伸长率作为性能考核指标，下降50%作为临界用时间可以根据整车质保要求、主要销售区域路况、每个工况所温度/℃时间/h拉伸强度保持率7080 90 100 70 01.00 1.001.001.00 1.00 24 1.00 481.01 96 0.93 192 0.93 384 0.91 768 0.89 1 536 0.48 3 0720.43表2 NR 材料在不同温度不同时间点的性能保持率100图3 使用寿命和温度曲线图4 断裂伸长率保持率—时间曲线2020（第七届）国际汽车轻量化及轻型零部件技术（线上）论坛主办单位：承办单位： 时间地点：2020形式：每天1~2小时在线直播互动网络媒体：如果您有意向报名参会，请与我们联系************,63326090 AI《汽车制造业》********************.cn ·全媒体平台20日汽车用钢专场22日车用非金属21日车用有色金绿色环保创建通过加速老化来缩短试验周期。
一般情况下橡胶材料的老化温度系数为2，老化温度系数是指在温度相差10 ℃时，性能降低到相同指标所需要的时间之比，通过老化温度系数可以计算出达到99 ℃×1 000 h 相同老化程度下加速老化需要的温度和时间，见表6。
金属疲劳寿命的研究现状
金属疲劳寿命的研究现状The Researching Progress about Fatigue Life of Metal Materi 摘要：金属材料的疲劳不易被发现，且影响疲劳寿命的因素很多目前预测方法主要有:名义应力法,局部应力应变法,断裂力学法等。
简述了当前国内外在这方面的研究进展,以及疲劳寿命预测在结构寿命设计及损伤容限设计上的重要意义。
关键词：金属材料疲劳寿命寿命预测Abstract：It is not easy to find the metal material fatigue life. And there are many objectives affect the metal material fatigue life Nowdays,the prediction methods are nominal stress method,local stress-strain method, fracture force mechanics method,etc.This paper introduced the recent researching progress in the world,and introduced the important significance of fatigue life prediction in structure life design and damage limitation design.Key words: metal material; fatigue life; Life prediction一．引言随着人们生活水平的日益提高,金属也越来越广泛地应用于各行各业,因而金属的疲劳性能也越来越被人们关注。
什么是金属的疲劳?这里引用美国试验与材料协会(ASTM)在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”(ASTM E206-72)中所作的定义:在某点或某些点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程,称为疲劳由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析
1． 2 橡胶节点有限元模型
橡胶类不可压缩材料在数值模拟时容易引起一些
困难，比如体积锁死、求解不精确等，有时甚至容易发生
计算不收 敛 情 况。 在 该 有 限 元 分 析 时，对 弹 性 体 的 分
析，选择了特殊的“F － BAＲ”单元，建立一个六面体网
格的拓扑结构，这是一个 8 节点的三维一阶等参单元。
新旧橡胶节点在工况载荷下形变和应变对比图对新橡胶节点在工况下进行有限元分析如图位置增加75kn向载荷后橡胶衬套的最大机械应变仅为852分别增加3偏载载荷或扭向载荷时橡胶衬套的最大机械应变也未超过87是新橡胶节点通过试验载荷所得的最大greenlagrange应变算出疲劳破坏参数可以看出改进后的橡胶节点在标准工况下疲劳寿命已超过设计要求即使在极端工况下改进后的橡胶节点的疲劳寿命也接近设计要求同时有限元分析得出新橡胶节点刚度等也满足设计要求
第 34 卷第 2 期 2014 年 4 月
铁道机车车辆 ＲAILWAY LOCOMOTIVE ＆ CAＲ
文章编号： 1008 － 7842 （ 2014） 02 － 0051 － 04
Vol． 34 No． 2 Apr． 2014
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析
王 鑫，吴智强，吴绍利，毛昆朋 （ 中国铁道科学院 金属及化学研究所，北京 100081）
模型尺寸数据通过对同一转向架轴箱橡胶节点横截面
测量而得。
橡胶节点 由 外 钢 套 和 橡 胶 衬 套 组 成，当 节 点 受 压
时，较大的形变和局部的高应力，使弹性层挤满了外钢
套缝隙，导致模型不可预知，意味着节点模型很复杂，因
此，我们用两个不同的节点模型来实施分析。
节点模型Ⅰ含有外钢套和钢套间的缝隙，见图 2。
基于Abaqus的一种橡胶疲劳寿命预测方法的探讨
图 2 钢材的疲劳寿命曲线 2.2.2 橡胶材料计算参数 由于预先对本次分析的橡胶材料进行了大量的基础试验，提取了其 S-N 曲线。因此在
Fe-safe 中的橡胶疲劳属性可以直接采用实验测试 S-N 曲线。由于橡胶材料实验曲线是应力 寿命曲线，计算中选取疲劳算法时，仅考虑应力疲劳算法，所以选取考虑轴力和剪力的多轴 疲劳算法(Shear+Direct)Stress:-Morrow 进行疲劳寿命计算，计算中都考虑了平均应力修正， 设置 107 为极限循环次数，对应的疲劳极限应力为 0.8MPa；最后将 Matlab 中拟合的 S-N 曲 线导入 Fe-safe 中得到 Fe-safe 中橡胶的 S-N 曲线如图 3。
图1产品三维模型图2有限元模型处理与计算本文的分析计算主要是利用abaqus计算产品在疲劳试验各工况载荷下的应力场分布情况再将该应力场分布结果导入到fesafe中进行疲劳寿命分析计算最后再将计算完的疲劳寿命结果导入到abaqus中进行后处理查看橡胶产品的疲劳寿命情况
基于 Abaqus 的一种橡胶劳寿命预测方法的探讨
劳寿命结果导入到 Abaqus 中进行后处理，查看橡胶产品的疲劳寿命情况。 2.1 材料本构模型及参数 产品中衬套和心轴均是采用金属材料 Q235A 制作，橡胶部分采用天然橡胶制作。橡胶 材料是一种具有超弹性、黏弹性特质的材料，本文采用 Ogden 本构模型来模拟该橡胶材料 属性，其应变能密度形式如下：
根据产品疲劳实验要求，主要分析产品在垂向预载荷 15mm，水平位移载荷±5mm 作 用下橡胶部分和铁件的应力云图分布。如图 7 所示，橡胶部分最大拉应力为 1.848MPa，发 生在受挤压侧底部圆弧靠近心轴处，橡胶部分最大压应力为 4.620MPa，发生在受挤压侧橡 胶与心轴相接触的最下端靠近对称面处，其最大拉、压应力值均大于橡胶材料的疲劳极限 0.8MPa，所以产品在该载荷工况下橡胶部分会产生疲劳损伤。根据仿真分析结果，铁件部 分最大拉应力为 26.50MPa，发生在受挤压侧衬套最底部处，最大压应力为 35.29MPa，发生 在受拉伸侧心轴最底端处，其最大拉、压应力值均在小于钢材的疲劳极限 125MPa，所以在 该工况下不会对铁件产生任何疲劳损伤。
轨道车辆制动产品橡胶件加速寿命试验研究
轨道车辆制动产品橡胶件加速寿命试验研究
王瑞;金哲;金宇智;韩海山;郑林祺;樊贵新;邵林
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】根据橡胶件在制动产品中的实际工作状态分析了橡胶件的失效机理,确定了影响使用寿命的特征参数,结合橡胶样件的阿累尼乌斯模型建立某种配方橡胶件的加速寿命模型,研究了一定应力下的高温加速寿命试验方法,并以空重阀橡胶件为例,进行了高温加速寿命试验。
研究结果表明,高温加速因子的确定方法具有可操作性,能有效验证制动产品橡胶件使用寿命。
【总页数】6页(P55-60)
【作者】王瑞;金哲;金宇智;韩海山;郑林祺;樊贵新;邵林
【作者单位】北京纵横机电科技有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U239.5
【相关文献】
1.机车车辆橡胶件的寿命试验
2.轨道车辆金属橡胶件参数化建模及仿真分析方法研究
3.基于车辆滚动制动试验台的轨道交通列车动态制动性能试验研究
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5.轨道交通车辆线路制动试验的制动距离修正方法分析
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橡胶老化寿命预测及压力条件下分子运动能力的研究的开题报告
橡胶老化寿命预测及压力条件下分子运动能力的研究的开题报告一、研究背景及意义橡胶是一种常见的材料，在汽车工业、电子业、石油化工等领域都有着广泛的应用。
然而橡胶在长期使用过程中，难免会因为老化而失去其原有的性能，甚至出现裂纹、变形等现象，这会直接影响到产品使用寿命和质量。
因此，对于橡胶的老化机理和寿命预测的研究具有重要的理论和实际意义。
近年来，研究者们通过分析橡胶的分子结构、化学反应等方面来探究老化机理，并且结合分子动力学模拟等数值模拟方法来预测橡胶的寿命。
然而，单纯地从宏观模型去预测橡胶老化寿命仍具有较大的局限性，需要从微观角度进行深入研究。
二、研究内容及方法本研究将基于橡胶在压力条件下的分子运动能力，结合橡胶老化机理建立模型，选用有限元分析方法和分子动力学模拟方法，对橡胶老化寿命进行预测，并对压力条件对橡胶老化影响的机理进行探究。
具体研究内容包括：1. 橡胶材料的性质测试，包括机械性能、热性能、老化性能等方面。
2. 基于橡胶分子结构，建立有限元分析模型，研究橡胶的断裂行为和老化机理。
3. 将橡胶微观结构纳入分子动力学模拟框架中，通过对分子运动能力的研究，预测橡胶的老化寿命。
4. 分析压力对橡胶老化寿命的影响，探究其机理。
研究方法包括：1. 材料试验；2. 有限元分析和数值模拟；3. 使用分子动力学软件对橡胶材料的微观结构和分子运动状态进行模拟。
三、研究计划及进度安排研究计划及进度安排如下：第一年：1. 文献综述和研究设计（2个月）；2. 橡胶材料的性质测试和分析（4个月）；3. 建立有限元分析模型，研究橡胶的断裂行为和老化机理（6个月）。
第二年：1. 研究压力对橡胶老化的影响机理（6个月）；2. 将橡胶微观结构纳入分子动力学模拟框架中，通过对分子运动能力的研究，预测橡胶的老化寿命（6个月）。
第三年：1. 对研究结果进行综合分析和总结（6个月）。
四、预期研究成果1. 对橡胶老化机理和寿命预测的研究进行了深入探究，具有一定的理论意义；2. 系统性的研究结果可以为汽车、石油化工等行业提供技术支持，对提高产品质量和使用寿命有一定的实用价值；3. 在有限元分析和分子动力学模拟等方面均有所突破，对其后续研究具有重要意义。
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MECHANICAL ENGINEER
对某型军橡胶金属件生命周期的研究
范湘， 罗斌， 杜方孟. 庄征字. 罗燕. 贺小龙， 刘文松 (株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲 412007)
摘 要:针对铁道车辆更换下来的橡胶金属件的处理，探讨了橡胶金属件的生命周期，并通过验证确定了生命周期的规律
线探伤、超声波探伤、红外线探伤、磁粉探伤、涡流探伤[町、
着色检测同等。在本文研究的产品中，用到的元损检测主
要是礁粉探伤和超声波探伤。
&磁粉探伤检测。磁粉探伤是对铁磁性工件进行表面
பைடு நூலகம்
质量检验的有效手段，其原理是通过对被检工件施加磁
o "5 1 富
随着我国国民经济的快速发展，人们的生活水平有 了很大提高，特别是一些大城市已经开始向现代化的水 平发展，对环保的要求也越来越高。与此同时，钢铁的生 产将对大气带来严重影响，炼钢会带来大量的粉尘、烟尘 以及有毒气体四。然而，我国对钢铁的需求仍然十分渴望， 如何处理好钢铁的持续供给和环保水平是许多大城市的 普遍问题团。我国铁道军辆经过数十年的风雨里程，迎来 了迅速发展时期，预计到 2020年，我国总设计高速客运专 钱就将达到1.2 万km以上，同时城际轨道交通规模也将 达到70∞ km以上，这也就意味着需要更多的车辆部署， 同时也带来了检修车辆数量的激增田，对车辆零部件的检 修也将随之增加 。 目前很大一部分金属零件在检修时随 其它部件一同报废，造成很大的琅费，不仅是对能源的浪 费，还有对大气的污染以及对土壤的损坏。尽管我们采取 适当的措施，例如优化配矿 、合理配料阴、 应用高温太阳能回 等方法，可以减少对能源的浪费和大气的、污染，但是浪费 和污染依旧存在。
基于前述背景，本文研究了如何较有成效地杜绝不 必要的浪费与污染，即对橡胶金属件的生命周期进行仔 细研究。文章介绍了某型车橡胶金属件的种类，研究现有 橡胶金属件的使用现状，结合理论知识、有限元计算和试 验验证，得出橡胶金属件的生命周期规律，让金属部件能 够充分发挥其功能和价值的同时，还减少了对环境的污 染以及能源的浪费，为社会做出一定的贡献。 1 研究橡胶金属件生命周期的必要性
对于铁道幸辆某型车金属件检修产品，其检修周期 为 ι8年，即每 6-8年，该橡胶金属件就需要更换，在此过 程中，橡肢部分由于各种原因(老化 、疲劳、裂纹 、鼓泡) , 已经达到其使用寿命，但金属件是否达到了使用寿命，需 要进行研究。为了检查金属件产品的生命周期，本文采取 了以下几个方法来进行分析。
1)尺寸测量。对于铁道车辆某型车零部件而言，尺寸 是能否保证产品顺利正确安装的关键，在零件使用过程 中，难免会有磕碰、锈蚀、腐蚀等情况，造成对产品尺寸的 破坏，因此，对产品尺寸的测量必须严格控制。在测量产 品尺寸时，一般会用到各种测量工具，例如游标卡尺、高 度尺、角度尺、内径千分尺 、外径千分尺等，来保证测量的 准确性;对于产品的尺寸，通常又分为外形尺寸 、装配尺 寸等，而影响安装最直接的是装配尺寸，因此对装配尺寸 必须做到 100%的测量，只有符合装配尺寸要求的才能流 人下一道主序 ，而对于其他外形尺寸，由 于产品使用过程 中的磕碰 、划伤等，不可避免地会有所损伤 ，在不影响产
本文研究的橡胶金属件主要是指铁道幸辆某型幸减 震降噪产品中的橡胶金属件，例如球镜、橡胶减震垫 、道 岔垫板等橡胶金属件，该类橡胶金属件包含橡胶部分和 金属件部分，橡胶部分由 于疲劳老化等问题，使用寿命不
会太长，而其中的金属件由于橡胶部分的包裹而保护良 好，且承受的载荷强度远小于其屈服强度，存在研究其生 命周期的价值。
I 65 网址，刷刷.jxg臼 com 电邮 hrbeng ineer@163 ∞m 囚18 年第 7 期
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
品强度的前提下，可以适当放宽要求;或者将其加工成尺
寸更小的产品。
2) 元损检测。元损检测是在不破坏产品的前提下，对
产品进行检测的方法，常用的元损检测方法很多，例如射
新造铁件过程繁琐，包括成型、加工 、 热处理等诸多 环节，而且每一个环节都需要消越大量的能源，同时给环 境带来危害;而对于企业，也需要花费较大的戚本，导致 利润减少 。 另一方面，通过研究橡胶金属件的生命周期规 律性，使其金属件在性能上满足产品要求的前提下，继续 发挥作用，且具有较大的发展潜力和应用前景。本文研究 的这类橡胶金属件在使用 8年(左右)即将进行更换，而其 金属件的使用寿命难道只有 8 年?带着这种问题，我们对 其进行了研究。 2 橡胶金属件生命周期的研究方法
性，使得金属件可以发挥其最大的价值。
关键诩-铁道车辆;使用寿命;检验方法
中固分类号 :U 463.213
文献标志码 :A
文章编号 :1002-2333(2018)07-00臼-03
• •-m Study on Life Cycle of Rubbe t etal Bonded Parts
FAN Xiang, LUO Bin, DU Fangmeng, ZHUANG Zhengyu, LUO Y盹 HE Xiaolo吨. LIU Wensong
metal parts is discussed. The regularity of the life cycle is verified through verification, and the metal parts could exert
their maximum va1ue.
Keywords: railway vehicle; life cycle; inspection method
(Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd., Zhuzbou 4120的， China)
Abstrad: In view of the disposal of the rubber-to-metal bonded pa由 of railway vehicles, the life cycle of rubber