由于良好的超弹性和阻尼特性,橡胶作为减振材料已得到广泛应用。在循环载荷作用下,材料的黏滞损耗以热形式耗散,引起材料自热升温,进而影响材料的动态黏弹特性,这是一种热力耦合效应。本文主要研究了橡胶超弹性本构模型的建立过程、橡胶黏滞生热的计算方法以及有限元仿真过程,并进一步探讨了利用自热温升评估橡胶材料性能的计算方法以及疲劳仿真。具体研究工作与结果概括如下:1.基于单轴拉伸(ST)、平面拉伸(PT)和等双轴拉伸(ET)三种橡胶测试试验,通过对试验数据进行拟合分析,确定了橡胶材料的Ogden本构模型及其模型参数,并通过减振橡胶结构力学响应的有限元仿真与实验对比,验证了该本构模型的准确性。2.对橡胶材料和结构循环变形的热力耦合行为进行仿真分析。采用一种修正的Kraus模型描述橡胶材料动态损耗模量随温度、载荷频率和应变幅值的变化规律,依黏弹性理论给出循环受载橡胶材料的黏滞生热率,基于不可逆热力学和连续介质力学,给出了热力耦合分析的控制方程,并编制相应的计算程序。通过Abaqus有限元软件的变形分析、热分析以及热力耦合迭代计算,模拟了橡胶圆柱试样、橡胶沙漏型试样和橡胶沙漏减振弹簧的疲劳黏滞生热规律,得到了不同载荷频率和应变幅值下的温度场及自热温升的时间历程曲线,计算结果与试验测量值吻合良好。3.对橡胶减振元件开展疲劳寿命预报分析,目前常用的疲劳寿命评估方法是基于S-N曲线,该曲线需要非常长且昂贵的疲劳测试。由于疲劳过程中的黏滞损耗,橡胶材料的温度在疲劳初期快速升高,然后保持稳态平衡,直至疲劳失效前急剧上升,温度的这种急剧升高可视为疲劳破坏的先兆。采用最大主应变作为疲劳参数,通过试验确定了传统意义上的S-N曲线。通过建立黏滞温升与最大主应变之间的联系,将经典疲劳模型中用作寿命预测指标的最大主应变替换为稳态温升,在幂律模型的基础上开发了一种方法来快速评估橡胶结构的疲劳寿命,并进行了有限元仿真。