Page 11 - 《摩擦学学报》2021年第3期

300 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

2 2
0 0
−2
−2
−4 −4
Resilience/kN −6 Offset direction Resilience/kN −6 Offset direction
−8
−8
−10
−12 −10
−14 −12
30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7 30.8 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7
Displacement/mm Displacement/mm
(a) Porosity=69.7% (b) Porosity=63.7%

0
0
−5
−5
−10
Resilience/kN −15 Offset direction Resilience/kN −10 Offset direction
−15
−20

−25 −20
−30 −25
41.2 41.3 41.4 41.5 41.6 41.7 41.8 41.9 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8
Displacement/mm Displacement/mm
(c) Porosity=57.6% (d) Porosity=51.5%

Fig. 10 Fatigue hysteresis loops of test specimens with different porosity
图 10 四种不同孔隙度的试验样件的疲劳迟滞回线

2.0 0.11 45
5×10 4 5×10 4 5×10 4
1.8
20×10 4 0.10 20×10 4 40 20×10 4
Energy/(kN·mm) 1.4 Loss factor, τ, η 0.08 Damage factor, D 30
1.6
35
0.09
1.2
0.07
25
1.0
0.8 0.06 20
(a) 0.05 (b) (c)
0.6 15
50 55 60 65 70 50 55 60 65 70 50 55 60 65 70
Vibration period×10 4 Vibration period×10 4 Vibration period×10 4

Fig. 11 Variation of fatigue performance parameters of samples with different porosity (50 000 times and 200 000 times)
图 11 不同孔隙度试验样件的疲劳性能参数变化(5万次、20万次)
从图12可得，在不同振幅条件下，相同孔隙度 件上下振动较小，塑性变形也较小，表现出较为良好
(69.7%)的试验样件呈现出相似的迟滞回线. 在振幅为 的迟滞特性，当振幅增加到0.3 mm时，试验样件的不
0.1和0.2 mm时，试验样件的迟滞回线的斜率较大，滞 锈钢包裹层和金属橡胶弹性内芯出现较多的不同程
环形状为独特的“柳叶状”，而当振幅增加到0.3 mm 度的不可逆塑性变形，随着振动周期的不断增加会导
时，样件的迟滞回线变为“弯月状”. 为了更好地分析 致金属橡胶弹性内芯和包裹层出现较多的疲劳磨损，
这一现象即加载振幅对试验样件疲劳特性的影响，构 如图6所示，并且由于试验用金属橡胶密封件的孔隙

建O形金属橡胶密封件受力单元简图，如图13所示. 从 度相对较大，即单位截面内金属丝含量低，导致在进
图13可得，当加载振幅在较小范围内时，试验样件在 行动态疲劳试验过程中部分金属橡胶内芯从包裹层
金属橡胶弹性内芯和不锈钢包裹层的共同作用下，样 的开槽处溢出，如图6(a)所示，从而使得金属橡胶密封