轨道车辆橡胶弹性元件设计计算方法PDF电子书下载

1 橡胶弹性元件在轨道车辆上的应用 1

1.1 概述 2

1.2 弹性元件的主要作用及其特性 3

1.2.1 弹簧装置的主要作用 3

1.2.2 弹簧的主要特性 3

1.2.3 轨道车辆应用橡胶弹性元件的优缺点 4

1.2.4 橡胶弹性元件设计时的注意事项 4

1.3 轨道车辆应用的橡胶弹性元件 5

1.3.1 轴箱定位装置 5

1.3.2 二系悬挂装置 12

1.3.3 限位装置 21

2 有限元分析基础理论 23

2.1 有限元分析方法概述 24

2.1.1 有限单元法的发展 25

2.1.2 有限元分析方法基本概念 27

2.2 有限元分析计算模型 30

2.2.1 结构几何模型 30

2.2.2 有限元分析网格模型 31

2.3 有限元分析求解 37

2.3.1 单元分析 37

2.3.2 整体分析 37

2.3.3 结构求解 38

2.4 有限元计算结果分析 38

2.4.1 结构变形分布 39

2.4.2 结构应力分布 39

3 橡胶材料有限元分析基础 41

3.1 橡胶材料的基础试验及参数拟合 42

3.1.1 橡胶基础试验类型 42

3.1.2 橡胶材料的基础试验 42

3.1.3 橡胶材料的本构模型及系数定义 45

3.1.4 黏弹性试验及材料参数拟合 51

3.2 橡胶材料的隔振原理 52

3.2.1 橡胶隔振材料的刚度特性 53

3.2.2 橡胶隔振系统的隔振特性 54

3.3 橡胶弹性元件几种典型失效形式 57

3.3.1 功能性失效 57

3.3.2 破坏性失效 59

3.4 ABAQUS有限元分析软件简介 60

3.4.1 ABAQUS的主要分析功能 61

3.4.2 ABAQUS的主要模块 61

3.4.3 ABAQUS的分析步骤 62

3.4.4 ABAQUS/CAE界面简介 63

4 橡胶弹性元件设计技术例解 65

4.1 橡胶堆旁承设计 66

4.1.1 旁承的结构与技术条件 66

4.1.2 建立旁承的有限元模型 66

4.1.3 定义材料属性和截面属性 68

4.1.4 定义装配体和集合体 69

4.1.5 网格划分 69

4.1.6 定义耦合约束 73

4.1.7 设置分析步 73

4.1.8 定义边界条件和载荷 74

4.1.9 提交分析作业 78

4.1.10 后处理 78

4.1.11 性能参数测试和误差分析 82

4.2 橡胶球铰设计 83

4.2.1 结构与技术条件 83

4.2.2 用ABAQUS/CAE创建模型 84

4.2.3 建立有限元分析模型 87

4.2.4 作业功能模块 96

4.2.5 后处理 97

4.2.6 其他分析 99

4.2.7 有限元分析结果与试验验证 99

4.3 轴箱橡胶弹簧设计 102

4.3.1 轴箱橡胶弹簧的结构 102

4.3.2 创建部件 102

4.3.3 定义材料属性 104

4.3.4 定义截面属性 106

4.3.5 装配部件 106

4.3.6 设置分析步 107

4.3.7 设置相互作用 108

4.3.8 定义荷载和边界条件 109

4.3.9 划分网格 109

4.3.10 分析求解 111

4.3.11 后处理 112

4.3.12 有限元分析结果与试验结果对比 114

4.4 抗侧滚扭杆设计 115

4.4.1 抗侧滚扭杆刚度理论计算 115

4.4.2 抗侧滚扭杆结构有限元分析假设与技术条件 116

4.4.3 建立几何模型 117

4.4.4 定义材料属性 119

4.4.5 定义装配 120

4.4.6 网格划分 120

4.4.7 定义耦合约束 127

4.4.8 设置分析步 130

4.4.9 定义边界条件和载荷 131

4.4.10 提交分析作业 132

4.4.11 后处理 133

4.4.12 有限元分析结果与试验结果对比分析 136

4.5 空气弹簧设计 137

4.5.1 空气弹簧结构 137

4.5.2 空气弹簧系统模型 138

4.5.3 空气弹簧系统单元类型 139

4.5.4 空气弹簧系统材料类型 140

4.5.5 空气弹簧系统装配及垂向承载 141

4.5.6 空气弹簧系统垂向承载特性分析 141

4.5.7 有限元分析结果与试验结果对比分析 143

5 橡胶弹性元件有限元高级技术 145

5.1 网格划分技术研究 146

5.1.1 橡胶大变形分析的网格布局 146

5.1.2 网格特征对模拟橡胶自由面形变的影响 150

5.1.3 网格重划技术在橡胶弹性元件分析中的应用 153

5.2 有限元分析精度技术研究 156

5.2.1 轴箱橡胶弹簧蠕变特性分析 156

5.2.2 沙漏效应的探讨 159

5.2.3 橡胶弹性元件多向承载分析 163

5.3 稳定性分析技术研究 167

5.3.1 压缩型橡胶弹簧的稳定性分析 167

5.3.2 剪切型橡胶弹簧的稳定性分析 169

6 橡胶弹性元件疲劳寿命预测技术 175

6.1 高级疲劳软件FE-SAFE的基本功能 176

6.2 橡胶材料疲劳理论与试验研究 177

6.2.1 有限寿命设计与损伤累积理论 178

6.2.2 橡胶材料疲劳理论研究 178

6.2.3 橡胶材料撕裂能试验 180

6.3 橡胶球铰的疲劳寿命预测分析 183

6.3.1 动应力应变的获取途径 183

6.3.2 橡胶材料疲劳性能数据库的定义 184

6.3.3 计算结果与试验验证 185

6.4 橡胶弹性元件疲劳寿命预测技术展望 186

参考文献 187

后记 189