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空氣彈簧是一種性能優(yōu)良的隔振元件，因其具有極低的固有頻率、良好的阻尼性能和高頻隔振隔聲性能等優(yōu)點而廣泛地運(yùn)用于動力機(jī)械的減振降噪。由于要承受較大的載荷，空氣彈簧的囊內(nèi)氣壓一般很大，表壓可達(dá)1MPa以上�？諝鈴椈赡殷w材料一般采用以一定角度鋪設(shè)的多層簾線橡膠，簾線橡膠是一種是以橡膠為基體相，簾線為增強(qiáng)相的復(fù)合材料，能夠承受很大的載荷，當(dāng)氣壓較高時，采用多層簾線橡膠反對稱鋪設(shè)，以滿足強(qiáng)度要求�？諝鈴椈傻�強(qiáng)度分析是通過有限元方法計算層合簾線橡膠的應(yīng)變，進(jìn)而計算出單層簾線橡膠的應(yīng)力狀態(tài)，然后應(yīng)用強(qiáng)度理論判斷材料是否達(dá)到受力極限來進(jìn)行的。
按圖建立簾線橡膠坐標(biāo)軸，假設(shè)單層簾線橡膠法線方向h的有關(guān)應(yīng)力分量與LT面內(nèi)應(yīng)力分量相比很小，可以忽略不計。這樣，對單層簾線橡膠的分析簡化為二維廣義平面應(yīng)力問題，得到單層簾線橡膠的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為：在平面應(yīng)力狀態(tài)下，單層材料有5個基本強(qiáng)度：縱向拉伸強(qiáng)度FLt，縱向壓縮強(qiáng)度FLc，橫向拉伸強(qiáng)度FTt，橫向壓縮強(qiáng)度FTc，縱橫向剪切強(qiáng)度FLT。對簾線橡膠材料，判斷其失效的強(qiáng)度理論比較適用的是Hoffman準(zhǔn)則，該理論將各向同性材料的米西斯(Mises)屈服條件推廣到正交各向異性體，并且適用于材料的拉伸、壓縮強(qiáng)度不相等的情況，這正符合簾線橡膠的特性。
空氣彈簧的囊體是各向異性殼體，由于存在邊界條件、載荷的復(fù)雜性等困難，用經(jīng)典的殼體理論很難求得其解析解。因此，采用有限元方法進(jìn)行囊體受力分析是一種更為簡便可行的方法，而且，多數(shù)有限元軟件都提供層合材料單元。利用有限元分析得到的囊體應(yīng)變的數(shù)值結(jié)果，可以計算各層應(yīng)力，從而進(jìn)行強(qiáng)度計算，將空氣彈簧的殼體視為正交各向異性薄殼，采用殼單元進(jìn)行分析.分析中主要考慮兩個問題：層合簾線橡膠材料的模擬和非線性因素，對于復(fù)合材料主方向工程常數(shù)的計算常采用哈爾平蔡方程。但是，利用這個方程求剪切模量和泊松比時要求知道基體相和增強(qiáng)相材料的剪切模量和泊松比，而簾線材料的這兩個參數(shù)是很難用實驗得到，并且，簾線是以加拈的形式與橡膠結(jié)合的，這使得其力學(xué)參數(shù)的計算與測試更加復(fù)雜。文獻(xiàn)指出用有限元方法分析簾線橡膠材料的主要困難在于力學(xué)參數(shù)的測試與計算，并就這些參數(shù)的計算與測試提出了一些見解。根據(jù)簾線橡膠的特點，綜合方程以及文獻(xiàn)判斷材料失效的強(qiáng)度理論中的一些方法，對簾線橡膠的力學(xué)參數(shù)計算采取如下形式E.f.Em分別為簾線和橡膠的彈性模量，價為簾線的體積分?jǐn)?shù)，Gm為橡膠的剪切模量，Uf..Um分別為簾線和橡膠的泊松比。
在有限元分析軟件i-deas中，有專用模塊laminates建立復(fù)合材料的材料屬性，其方法是首先按上述計算結(jié)果生成正交各向異性單層材料屬性，然后按照一定的交角及鋪層規(guī)則鋪設(shè)各單層材料生成層合材料，再將材料運(yùn)用到有限元模型中。
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