橡胶元件的变形计算.doc

橡胶元件的变形计算拉伸和压缩变形橡胶元件在简单拉伸和压缩变形时，其应力 σ 与 ε 之间的关系式为σ=Ea［（1+ε）-（1+ε） -2］/3ε=f/h式中 Ea-橡胶元件的表观弹性模量；f-橡胶元件的变形量；h-橡胶元件的高度橡胶弹簧的压缩变形量，一般均在 ε〈50%范围内，若 ε〈15%，可以近似取 σEaε橡胶的表观压缩弹性模量 Ea 与橡胶元件的几何形状有关，可表示为 Ea=iGi=3+js2垫圈形i=4+0.56js 衬套形i=［4+2b/a0.56（1+b/a）js 2］/（1+ b/a）矩形块 （ 式 1）i=10.7+0.098（HS）式中 i-几何形状和硬度影响因子；G-橡胶的切变模量；s-形状因子 Ar 之比值；HS-橡胶的肖氏硬度值橡胶元件因子的计算式为 S=d/（4b）圆柱体S=ab/［2（a+b）h］矩形块S=i/［（r 1+r2）h（r 2/ r1） ］ i/［2（r 2- r1） ］等长度衬套S=（L 1r2-L2r1）/｛（r 22 –r12）Ln［（L 1r2）/（ L 2r1） ］ ｝长度随半径线性变化的 衬套式中 d-圆柱体直径h-圆柱体或矩形块的高度a- 矩形块的长度；b- 矩形块的宽度；r 1、r 2-衬套内、外半径；L-衬套长度橡胶的表观拉伸弹性模量 Ea 为 Ea=3G切向变形（1） 切应力与切应变的关系橡胶受切向力作用时，切应力 τ 和切应变 γ 之间的关系为τ=Gaγ γ=fτ/h式中 Ga-表现切变模量γ-变形角fτ -切向变形量h-橡胶元件高度（2） 表现切变模量橡胶的表现切变模量为 Ga=ιGι=1/［1+h 2（12iρ 2） ］式中 ι-弯曲变形影响因子；i-几何形状和硬度影响因子，由式 1 确定；ρ-回转半径，圆柱体橡胶元件，ρ=d/4。

当橡胶元件的高度 h 与直径 d（边长 a）之比值小于 0.5 时，可忽略弯曲变形的影响，取 ι=1对于较薄的橡胶衬套亦可同样处理即近似取 Ga=G 3） 切变模量与硬度的关系在实测范围内，橡胶的切变模量 G 与橡胶的肖氏硬度之间呈现下述近似关系G=0.117e0.034HS（MPa）。