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橡胶制品的疲劳寿命一直以来是橡胶领域内备受关注的问题,橡胶作为一种特殊的超弹性材料,影响其疲劳寿命的因素比较复杂。随着计算机硬件的发展以及有限元方法的成熟,借助有限元方法预测橡胶制品的疲劳寿命已成为可能。传统的实验法分析橡胶制品的疲劳寿命不仅耗时久、成本高而且存在偶然性。因此,有限元法预测橡胶制品的疲劳寿命作为一种新的、高效而可靠的方法被广泛应用。本文选用有限元分析软件ABAQUS和疲劳分析软件FE-SAFE计算了科隆蛋弹性扣件与免充气安全轮胎的应力、应变场,并进一步预测它们的疲劳寿命。本文以橡胶哑铃型试样做了验证性研究,首先用实验测其在应变100%下的疲劳寿命,继而在ABAQUS中建立相同尺寸的哑铃型试样,模拟计算其应力场结果。然后,将应力场结果导入FE-SAFE中,再输入实验测得的S-N曲线作为疲劳分析的材料库,通过这两种软件相结合模拟得到的橡胶哑铃型试样的疲劳寿命与试验得到的疲劳寿命吻合很好,由此验证了该方法的可行性。对于科隆蛋弹性扣件主要从橡胶环的厚度和倾斜角度两个方面,探究了这些结构参数对其静刚度和疲劳寿命的影响。通过与试验数据对比发现,随着橡胶环厚度与倾斜角度的增加,科隆蛋弹性扣件的静刚度减小。科隆蛋橡胶材料的S-N曲线采用等加速实验法获得,同样将该曲线经过拟合后导入FE-SAFE中预测其疲劳寿命。发现模拟预测得到的科隆蛋弹性扣件疲劳破坏位置和疲劳寿命与实际情况基本吻合。被应用在地铁直线路段的科隆蛋扣件,其橡胶环倾斜角度对其疲劳寿命的影响比较大,在该路段适合选用橡胶环倾斜角度略大的弹性扣件;而被应用在地铁转弯路段的科隆蛋弹性扣件,适于选用橡胶环倾斜角度大,橡胶环厚度大的科隆蛋弹性扣件。对于免充气安全轮胎主要探讨了支撑体结构的改变对于其静刚度曲线、行驶平稳性及其疲劳寿命的影响。首先,设计了一种菱形孔结构支撑体轮胎,发现其行驶平稳性由于轮胎在滚动过程中接地位置处结构的差异而变差。然而,经模拟发现,通过改进得到交错结构支撑体的轮胎,在满足同种规格的充气轮胎的使用性能的同时,其行驶平稳性和疲劳寿命都优于菱形孔结构支撑体轮胎。