椭圆形橡胶堆结构优化研究

作     者：王峰宇 赵斌 林胜 孙海燕 王金辉 王叶青 WANG Fengyu;ZHAO Bin;LIN Sheng;SUN Haiyan;WANG Jinhui;WANG Yeqing

作者机构：株洲时代瑞唯减振装备有限公司湖南株洲412007 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 

出 版 物：《特种橡胶制品》 (Special Purpose Rubber Products)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：45-51页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：椭圆形橡胶堆 结构优化 有限元仿真分析 疲劳试验 

摘      要：分析了某型机车用椭圆形二系橡胶堆应用中倾斜问题的原因,提出了结构改进措施以及解决其垂向与横向刚度匹配问题。通过对运行工况边界条件和既有结构问题分析,结合底孔设计与合适橡胶硬度进行刚度补偿等优化,调整了垂向和横向刚度匹配。对比两种结构有限元仿真分析结果表明:优化结构垂向与横向刚度匹配良好,橡胶应变降低9.1%~20.7%,疲劳损伤值降低36.6%,寿命提升;经疲劳试验验证,通过优化橡胶堆结构,预计可满足架修期内免维护,改善机车运行平稳性与安全性,解决车体倾斜问题。此次优化为多层橡胶堆产品提供经验,底孔可有效调节垂向与横向刚度比。随着底孔直径的增加,垂向刚度削弱比例约为横向刚度的2.5~3.5倍。橡胶硬度对垂向和横向刚度的影响相反,通过差位补偿可实现最佳设计。