金属橡胶材料具备较好的弹性、较大的阻尼特性、抗辐射、耐高温、抗腐蚀等特点,已经在诸多关键领域作为隔振材料被广泛应用。近年来,随着金属橡胶隔振器应用逐渐深入,服役时间逐渐延长,其疲劳和可靠性问题得到重视。在已有的研究中,关于金属橡胶隔振器疲劳行为的研究方法主要是依靠试验获取寿命经验公式,对疲劳失效过程的性能退化规律和内部疲劳原因研究较少,特别是环境温度对性能退化的影响未见报道。本课题采用试验和有限元分析相结合的方法,研究不同温度条件下的某型金属橡胶隔振器的疲劳失效过程,总结性能退化规律,分析疲劳的内部原因和系统动态响应。提出了描述金属橡胶隔振器非线性特性的性能参数,采取摄动法分析了金属橡胶疲劳导致力学性能变化并进一步影响隔振器性能的相关理论,完成了不同温度下金属橡胶隔振器疲劳试验;得到了金属橡胶隔振器软硬特性阶段刚度、阻尼、共振频率和传递率随工作时间的变化规律;明确了高低温环境对金属橡胶疲劳失效的影响:低温环境能减缓金属橡胶阻尼特性的衰减,高温环境会加剧金属橡胶的永久性变形。对发生疲劳的金属橡胶进行微观特征分析,指出其疲劳失效的内部原因是微元弹簧结构的疲劳断裂和摩擦磨损,以及二者的相互作用。采用有限元仿真手段,通过运用S-N曲线法、扩展有限元法和低周疲劳仿真方法对微元弹簧结构在不同载荷形式下的裂纹萌生和裂纹扩展过程进行仿真,得出了微元弹簧结构的S-N曲线和随着裂纹深度加深的性能衰减规律。进行了金属橡胶隔振系统的动力学仿真研究。建立了隔振系统动力学仿真方法,依托ABAQUS用户自定义材料(UMAT)功能进行金属橡胶非线性材料属性定义,建立了隔振系统有限元模型,得到了金属橡胶隔振器动态响应。进行了金属橡胶疲劳对不同预紧量、不同温度下的隔振器动力特性影响仿真分析。通过对比试验与仿真结果,进一步得到了金属橡胶疲劳失效的性能退化规律。