汽车传动轴防尘罩的非线性有限元分析

借助于大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,建立了汽车传动轴橡胶防尘罩的非线性有限元分析模型.根据橡胶材料的本构模型Mooney-Rivlin得到有限元模型中材料特性参数的确定方法,求出有限元分析模型的材料参数,在此基础上分析了橡胶防尘罩在不同工况下的变形和应力分布规律,为进一步可靠设计、优化橡胶防尘罩提供了理论依据.     

橡胶类止水材料超弹性性能的研究与应用

摘要：考虑橡胶类止水材料性能对水封设计的重要作用,为了全面描述材料的超弹性性能,本文采用不同的Rivlin公式对橡胶类止水材料的单向拉伸、单轴压缩和纯剪实验数据进行曲线拟合与研究。结合工程实例将各模型的拟合参数应用于充压伸缩式水封自由外伸量的非线性有限元计算中,并将计算结果与该水封自由外伸量模型实验进行对比研究。结果表明：二阶五项Rivlin模型能较好地反映橡胶类止水材料的超弹性性能,具有良好的工程适用性,将其在应用于闸门水封非线性有限元计算能有效提高精度,这为闸门水封结构的设计计算提供了有益的参考依据。     

基于Mooney-Rivlin模型的车用橡胶衬套刚度计算及试验验证

如何获取精确的橡胶衬套参数,不仅是橡胶衬套设计过程中的难点,也是汽车系统动力学关键问题.针对这一问题,基于Mooney-Rivlin模型建立某橡胶衬套有限元模型,研究橡胶衬套刚度特性,并将仿真结果与试验结果进行对比.结果表明,所建立的橡胶衬套模型可以获得与试验吻合较好的刚度曲线,仿真模型可用于指导橡胶衬套刚度设计.研究了其非线性特性,揭示其刚度变化规律,对汽车动力学分析方法进行了探索.     

约束阻尼板优化设计方法

在约束阻尼板振动实验基础上,建立了约束阻尼板的动态有限元模型,并对经实验验证的有限元模型运用NASTRAN程序对该约束阻尼板进行不同几何、材料参数下的仿真计算,得到相应的谐振频率和结构损耗因子.通过非线性拟合,建立了约束阻尼板谐振频率和结构损耗因子与几何、材料参数的参量拟合公式,基于该参量拟合公式,提出了优化设计方法,并成功应用于结构的优化设计.     

一种新型车用橡胶弹簧的改进设计研究

为了解决原结构橡胶弹簧在工程机械车辆橡胶悬架上应用时出现橡胶开裂的问题,以期在保证橡胶悬架承载性能基础上有效的提高橡胶弹簧的抗拉性能。本文基于非线性有限元法,通过改进骨架结构和橡胶配方的方式,应用原结构橡胶弹簧试验和非线性有限元分析对比以及原结构橡胶弹簧和新型橡胶弹簧非线性有限元分析对比的手段,对一种新型橡胶弹簧做改进设计研究。     

金属丝网橡胶减振器冲击响应仿真研究

为了研究金属丝网橡胶材料冲击特性,本文在金属丝网橡胶减振器冲击试验的基础上,结合金属丝网橡胶的非线性干摩擦迟滞力学特性,提出一种金属丝网橡胶减振器冲击有限元仿真方法。采用COMBI165弹簧阻尼单元模拟金属丝网橡胶材料,赋予弹簧单元非线性本构曲线模拟金属丝网橡胶材料的非线性刚度,利用ANSYS LS-DYNA对其进行冲击响应仿真研究,并对仿真误差产生的原因和冲击仿真方法的适用性进行讨论分析。。将仿真结果与试验结果进行对比发现,利用所提出的有限元仿真方法计算得到的结果与试验结果吻合较好,可以较好的模拟金属丝网橡胶减振器的冲击力学行为,为金属丝网橡胶减振器抗冲击设计及工程应用提供参考。     

金属丝网橡胶减振器冲击响应有限元仿真研究

为了研究金属丝网橡胶材料冲击特性,本文在金属丝网橡胶减振器冲击试验的基础上,结合金属丝网橡胶的非线性干摩擦迟滞力学特性,提出一种金属丝网橡胶减振器冲击有限元仿真方法。采用COMBI165弹簧阻尼单元模拟金属丝网橡胶材料,赋予弹簧单元非线性本构曲线模拟金属丝网橡胶材料的非线性刚度,利用ANSYS LSDYNA对其进行冲击响应仿真研究,并对仿真误差产生的原因和冲击仿真方法的适用性进行讨论分析。将仿真结果与试验结果进行对比发现,利用所提出的有限元仿真方法计算得到的结果与试验结果吻合较好,可以较好的模拟金属丝网橡胶减振器的冲击力学行为,为金属丝网橡胶减振器抗冲击设计及工程应用提供参考。     

发动机橡胶悬置元件的疲劳寿命分析与预测

在对发动机悬置橡胶元件受力分析的基础上,建立发动机橡胶悬置元件的有限元模型.通过非线性有限元分析,得到发动机橡胶悬置元件的应力云图,并确定裂纹发生的初始位置.然后,对橡胶悬置元件疲劳寿命的影响因素进行阐述,得到发动机橡胶悬置元件在不同载荷下的最大Green-Lagrange应变,并以其作为疲劳破坏参数,预测发动机橡胶悬置元件的疲劳寿命.     

橡胶颗粒-砂混合物侧限压缩试验研究

对7种不同橡胶质量分数的干燥橡胶砂进行了侧限压缩试验,考虑了12级竖向应力对其压缩特性的影响。试验结果表明:1)橡胶砂的回弹量、弹塑性应变以及总应变均随橡胶质量分数的增加而变大;竖向应力相同时,橡胶砂的累积沉降量、孔隙比、压缩系数均随橡胶质量分数的增加而增加;橡胶质量分数相同时,橡胶砂的累积沉降量、密度、压缩模量均随竖向应力的增大而增大,且塑性应变大于弹性应变;这些变化特性,橡胶砂比纯砂颗粒明显,纯橡胶颗粒比橡胶砂显著。2)纯砂颗粒和橡胶质量分数为1 0%的橡胶砂,其e-lo g(p)曲线具有线性回归特性,两者的线性拟合斜率较小且相近;橡胶质量分数为20%~50%的橡胶砂以及纯橡胶颗粒试样,其e-log(p)曲线近似线性特性,其线性拟合斜率随橡胶质量分数的增加而变大,且相同橡胶质量分数试样的e-log(p)曲线的分段斜率随竖向应力对数值的增大而变大。3)橡胶砂和纯橡胶颗粒试样的压缩系数-竖向应力段曲线,表现出非线性特性,这种非线性随橡胶砂中橡胶质量分数的增大越来越显著。4)相同竖向应力段的压缩模量随橡胶质量分数的增加呈指数衰减,且竖向应力段越大,衰减越明显。     

公路桥梁板式橡胶支座失效标准研究

通过对山西省3条高速公路上的板式橡胶支座进行现场调研,确定了该类型支座存在的主要病害问题是支座局部脱空和支座剪切变形.然后通过单轴拉伸试验、双轴拉伸试验和平面剪切试验得出运营桥梁支座实际的特性参数.通过建立板式橡胶支座的有限元模型,分析得出橡胶支座的极限脱空率和极限剪切角.最后通过软件试算,模拟局部脱空和剪切变形两种病害同时存在的情况下支座的受力,拟合出板式橡胶支座在两种病害同时作用下的失效判别公式和失效曲线,如果局部脱空和剪切变形的组合满足失效判别公式或者在失效曲线范围之外,说明支座失效.研究得出的失效标准可以为板式橡胶支座的更换提供依据,具有较高的工程应用价值.     

某高水头弧门伸缩式水封选型计算

考虑橡胶类材料具有超弹性、不可压缩性和大变形等特性,对高水头弧门伸缩式水封进行了非线性(材料、几何、接触非线性)有限元分析,指出某常规断面水封存在翼头主应力、接触应力集中、封头外偏移量大的缺点.并将水封翼头圆弧加大,封头加高、加宽以及对封头外形做适当调整后进行计算,结果表明上述改进有效地改善了常规断面应力分布不均和水封封头外偏移量大的缺点,为高水头弧门伸缩式水封的断面形式设计提供了有益参考.     

封隔器胶筒橡胶材料力学性能试验

封隔器胶筒是封隔器的核心部件,由橡胶材料制成。而橡胶是非线性弹性材料,受载荷作用后变形量大,其力学性能不能用常规的材料力学方法计算。在封隔器结构优化及工作行为仿真研究工作中,必需的胶筒材料力学性能数据必须通过试验测定获得。试验结果认为,在加载阶段,封隔器胶筒材料的应力应变呈线性关系;在卸载阶段即解封过程中胶筒自然回弹时,胶筒材料的应力应变呈二次非线性关系。     

不对称带束层11.00R20全钢载重子午线轮胎有限元分析

借助ABAQUS有限元软件,建立一个带束层不对称的轮胎结构有限元分析模型,考虑了轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触,轮胎材料的非均匀性、橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性。通过有限元分析,得到了带束层不对称的子午线轮胎在充气压力下的变形和应力分布情况,带束层和胎体帘线的受力状况和分布特征,并对计算结果进行了分析,以期验证二维模型,为轮胎设计提供参考。     

应用非线性有限元法对某水封安装过程进行仿真计算

考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题,应用有限元分析软件对具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的某伸缩式止水橡皮的安装过程进行仿真计算.分析了超弹性橡皮材料的大变形性质和在安装过程中的变形情况,并计算支臂翼头在受到刚性夹板夹紧作用下的应力分布情况、橡皮与钢夹之间的接触应力分布情况,从而定性地研究止水橡皮安装完成后的止水性能,为设计合理的止水橡皮提供有益的指导.     

T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。     

线接触条件下橡胶磨屑的计算机图像分析

由于用扫描电镜观察橡胶磨损后的表面形貌的研究方法带有一定的主观偶然的因素,使得目前对橡胶线接触磨粒磨损机理看法不一。作为磨损过程最终产物的磨屑,是材料经受一系列机械的和物理与化学作用的综合结果。因此,研究磨屑的形状及其分布对于揭示磨损发生、发展的规律具有十分重要的意义。为此,将计算机图像分析技术应用于橡胶磨屑分析,通过对橡胶磨屑的采集及图象处理,发现橡胶磨屑形状因子属正态分布,且均在０ ．３ 到０ ．４ 范围内,这一研究结果表明,疲劳磨损为橡胶线接触的磨损机理     

GFRP 材料车轮轮毂有限元分析

本文使用 Glassfiber Reinforced Plastic（无碱型）薄壁圆筒材料（以下称 GFRP）制作车轮轮毂结构,并配合橡胶外垫作为保护部件,用以代替目前使用的充气式自行车轮胎。借助弹塑性力学基本理论,通过有限元分析方法对车轮进行“非线性屈曲”分析,得出在外荷载作用下,车轮轮毂的最大弹性变形量及轮毂在弹性限度内发生失稳破坏的荷载临界值,并与 GFRP 材料的抗拉强度及弹性模量值进行比对,论证了在安全范围内,该材料用作车轮轮毂的可行性。