橡胶元件的变形计算

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）js2］/（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/［（r1+r2）h（r2/r1）］i/［2（r2-r1）］等长度衬套S=（L1r2-L2r1）/｛（r22–r12）Ln［（L1r2）/（L2r1）］｝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；r1、r2-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=Gaγγ=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+h2（12iρ2）］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）