載重子午胎胎圈裂紋擴(kuò)展研究及壽命預(yù)估.pdf

1、輪胎作為一種由簾線和橡膠組成的柔性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，具有典型的疲勞破壞失效現(xiàn)象，特別是對于使用工況和運(yùn)行環(huán)境比較惡劣的全鋼載重子午線輪胎，輪胎橡膠材料更加容易產(chǎn)生疲勞，造成輪胎壽命大幅下降。
　　 本文在了解橡膠材料的疲勞失效機(jī)理研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出運(yùn)用SED最速下降法判定橡膠材料中裂紋擴(kuò)展方向的方法，對預(yù)置不同的中心裂紋的輪胎橡膠式樣，在單向拉伸的狀態(tài)下進(jìn)行裂紋擴(kuò)展的有限元分析，分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果具有良好的一致性，說明了該方法的

2、可行性。
　　 運(yùn)用多尺度有限元技術(shù)建立輪胎胎圈處有限元子模型，提高胎圈裂紋擴(kuò)展分析的精度和效率。利用SED最速下降法判斷輪胎胎圈處裂紋擴(kuò)展的方向，研究胎圈子模型中各膠料處的裂紋擴(kuò)展情況，分析結(jié)果與試驗(yàn)后的輪胎胎圈裂紋進(jìn)行對比，驗(yàn)證了SED最速下降法在輪胎裂紋擴(kuò)展中的準(zhǔn)確性。
　　 考慮胎圈處裂紋的幾何非線性，討論了裂紋尖端節(jié)點(diǎn)力的有限元計算方法，基于Irwin虛擬裂紋閉合技術(shù)對裂紋開裂進(jìn)行了壽命預(yù)估，預(yù)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果