气动钉枪是一种以高压气体为动力源的手持式气动工具,已广泛运用于家装、建筑等领域。橡胶缓冲垫是气动钉枪的重要零件,在工作过程中承受来自活塞的冲击,起缓冲作用。由于承受连续强冲击载荷,使得缓冲垫成为整把枪中的易损零件,其性能及耐用度将直接影响钉枪的性能。缓冲垫承受活塞撞击的瞬态动力过程包含了缓冲垫和活塞的动态冲击响应等重要信息,其中缓冲垫的动应力响应将直接影响其使用寿命,对该瞬态冲击过程的研究能够为气动钉枪的研发提供理论指导。本文以国内企业生产的某型号气动钉枪橡胶缓冲垫为研究对象,利用数值仿真的方法对缓冲垫承受活塞冲击的瞬态动力过程进行研究,并通过实验的方法对仿真结果的可靠性进行了验证,然后基于数值仿真分析对缓冲垫的结构进行改进,以降低其动应力提高缓冲垫的耐用度。主要工作和成果如下:(1)针对本研究的实际情况,选择合理的橡胶材料模型,对标准橡胶试件进行所需的单轴压缩试验与应力松弛试验,完成橡胶材料的定义。(2)通过实验的方法获得钉枪工作过程中活塞上、下端压力随时间变化的曲线,以该实测压力作为后续仿真分析的边界条件。(3)建立仿真模型,利用非线性动力学有限元软件LS-DYNA对橡胶缓冲垫承受活塞冲击的瞬态过程进行数值仿真研究,得到缓冲垫和活塞的动态响应。(4)设计实验方案,搭建实验平台,利用高速摄像实验验证了数值仿真结果的可靠性。(5)探讨橡胶缓冲垫耐用度与动应力之间的关系,以危险单元动应力最大值作为评价指标,对缓冲垫的结构进行改进。