【摘 要】
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自2004年6月17日中国铁道部开展动车组全球招标起,中国中车集团（CRRC）陆续对日本川崎、Bombardier、Alstom、Siemens等国际高速铁路技术寡头企业采取引进、消化、吸收、再创新策略,中国拥有的高铁技术迅速发展至国际一流水平。高速铁路、和谐号、复兴号等名词在今天已是耳熟能详,地铁、轻轨、城际铁路更已融入国民生活且不可分割。俨然成为国家标签之一的轨道交通技术之所以能够取得国民信任
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自2004年6月17日中国铁道部开展动车组全球招标起,中国中车集团（CRRC）陆续对日本川崎、Bombardier、Alstom、Siemens等国际高速铁路技术寡头企业采取引进、消化、吸收、再创新策略,中国拥有的高铁技术迅速发展至国际一流水平。高速铁路、和谐号、复兴号等名词在今天已是耳熟能详,地铁、轻轨、城际铁路更已融入国民生活且不可分割。俨然成为国家标签之一的轨道交通技术之所以能够取得国民信任、国家支持,主要来源于其优良的可靠性、舒适性、安全性及快捷性。空气弹簧是客用轨道车辆二系悬挂系统中的重要组成部分,实际运行工况中受高频多轴载荷作用,其寿命预测可靠性至关重要,本文在考虑空气弹簧橡胶材料老化的基础上,基于断裂力学和开裂能理论进行疲劳寿命分析,主要工作如下:（1）本文概述了橡胶材料的疲劳破坏及老化机理,阐述了影响橡胶材料疲劳性能的因素以及导致材料老化的几大主因。介绍了基于开裂能理论的疲劳寿命预报方法以及基于时温叠加原理的材料老化预测方法;（2）文章进行多种材料本构试验、疲劳试验、人工加速老化试验。开发了数据处理软件辅助进行数据处理,提高数据处理效率及结果一致性。通过大量试验数据建立了材料本构模型、疲劳模型以及老化模型,为后续有限元仿真、疲劳计算提供基础材料数据支持;（3）基于Abaqus&Endurica体系进行空气弹簧的有限元仿真、疲劳分析。对空气弹簧在某特定载荷谱下寿命进行预测,并给出疲劳危险点,常规计算得疲劳寿命约为16年;（4）考虑橡胶材料老化进行疲劳寿命计算,计算结果表示:考虑臭氧攻击寿命约为15年,进而考虑材料热氧老化寿命为11.9594年。考虑老化后寿命约为实际寿命的1.2倍,比常规计算方法寿命安全余量减少约66%。结果表明整套方法对橡胶弹性元件设计开发具有了一定的参考价值。
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