橡胶复合弹簧有限元分析

本文简要介绍了橡胶变形的非线性特点及其应变能函数，从而揭示了橡胶复合弹簧剐度非线性的原因。文章用有限元法得到的橡胶弹簧载荷一变形曲线与其试验的结果一致，说明可以用有限元法指导橡胶元件的设计。     

橡胶结构有限元分析收敛问题的对策

针对橡胶结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性三种典型综合非线性有限元分析收敛性问题的难点,结合对Yx橡胶密封圈平面应变有限元模型的有限元分析,重点从高阶低阶单元的应用、网格密度、接触刚度及接触算法、载荷步与载荷子步几个方面对非线性计算收敛性的影响进行了讨论论证,为解决和提高计算收敛性给出了一些相应的对策。所述对策能有效改善橡胶结构非线性有限元计算收敛性,并且也部分适用于其他类型的非线性有限元问题的求解设置中。     

技术文摘专栏

管状橡胶支座径向刚度的非线性有限元分析 【摘要】：针对橡胶的大变形特点,对工程中常用的管状橡胶支座进行非线性有限元分析,得出支座受径向载荷时的刚度与应变大小和支座尺寸的关系。此外,利用方程回归工具得到径向刚度的近似计算模型。     

橡胶纯剪试件变形与断裂的有限元分析

用非线性有限元法分析橡胶纯剪试件变形与理想纯剪变形之间的差异.结果表明试件中心接近纯剪,但是靠近自由边界的区域应力比较复杂,受自由边界影响的区域随应变的增加而减小,试件的宽高比越大变形越接近理想纯剪变形.对橡胶纯剪试件存在中心裂纹和边缘裂纹时的撕裂能进行计算,断裂形成大裂纹时撕裂能与裂纹尺寸无关,有限元解与以前的结果吻合较好;对于小裂纹,撕裂能与裂纹尺寸成线性关系.同时分析不同材料模型对橡胶纯剪试件变形和断裂的影响.分析表明,不同应变能函数的材料模型模拟的结果略有不同.     

车辆盘式制动分泵密封圈受力特性分析

车辆制动分泵中的橡胶密封圈在制动和释放过程中的受力变化特性影响车辆的制动性能。通过对密封槽和橡胶密封圈尺寸特性的分析,试验测试活塞与密封圈之间动静摩擦过程的受力特征;通过试验合理确定各仿真参数,建立密封橡胶圈基于Yeoh超弹性模型,分别分析在预压紧状态、制动状态和制动释放状态下,矩形橡胶密封圈的应力和应变的特性;分析制动分泵中矩形橡胶密封圈、密封槽结构,以及制动摩擦材料相关特性对制动的影响,并给出制动释放时橡胶圈回复力大小的理论计算公式。结果表明:盘式制动器在制动过程中,活塞的实际移动距离很小;在制动力释放时,制动盘与摩擦材料的分离间隙很小,制动盘和摩擦材料会处于轻微的接触状态;密封槽采用斜面结构可以即保证较好的密封效果,又可以减少橡胶圈的内应力。     

惯性平台橡胶减振器弹性特性的有限元分析

以某型号惯性平台减振器为研究对象，探讨了橡胶减振器弹性特性的有限元分析方法。利用有限元ANSYS分析软件，进行了橡胶减振器有限元建模的数值试验分析。为了精确描述橡胶的特性，采用了弹性应变能函数方法，选取本构方程拟合试验数据，对橡胶材料特性曲线进行评估。预测的计算结果与试验吻合较好，表明所建的数学模型和有限元计算方法能较理想地获得橡胶减振器静态、动态解。该方法对同类减振器度其复杂结构系统的静态、动态计算奠定了基础，同时为以后同类减振器的设计提供一定的参考。     

空气源热泵热水机组压缩机矩形橡胶圈的有限元分析

通过理论推导,得出了影响空气源热泵热水机组矩形橡胶圈密封性能的主要参数.利用ANSYS建立了矩形橡胶密封圈密封结构的有限元模型,对影响矩形密封圈性能的因素进行了分析.结果表明,橡胶圈和密封槽的摩擦系数越大和橡胶材料弹性模量值越高,可以密封的压力值也越高;密封槽外壁与密封圈之间间隙值增加,密封结构的密封能力下降;矩形圈密封面处的接触压力随工作压力的增加而增大,且能够满足密封要求等有意义的结果.将有限元结果和理论分析结果相比较,验证了有限元方法的有效性.方法和结果对相关密封结构的设计具有一定的指导意义.     

一种半柔性轴承中橡胶件的刚度设计

探讨了一种半柔性汽车转向管柱轴承的径向刚度与橡胶圈的材料、形状、尺寸以及装配状况的关系。利用有限元软件分析了橡胶圈的受力变形特征,并推导了橡胶圈径向刚度的理论计算公式。与模拟分析结果比较表明,上述公式可用于带槽的橡胶支撑的径向刚度设计。     

通气管橡胶密封件密封性能有限元分析

基于非线性不可压缩的Mooney-Rivlin模型,建立了通气管橡胶密封件的有限元模型。根据建立的有限元模型,分析了在密封件与密封表面摩擦系数不同时,密封件的应变和密封表面的接触应力的分布规律,得出了不同的摩擦系数对于橡胶密封件密封性能的影响,结果表明,密封件的最大应变和密封表面的最大接触应力均随着摩擦系数的增加而增加,在保证最大接触应力大于通气管内部压强时,应尽量减小摩擦系数,以保证密封件不会因损坏而导致密封失效。     

帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型研究

设计一种帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型。利用自主搭建的静态拉伸实验装置和分离式霍普金森拉伸装置,开展帘线/橡胶复合材料试件轴向拉伸实验;构建帘线应变能函数,推导特定应变率下帘线/橡胶复合材料的轴向应力-应变关系式;提出应变能函数的率增强项,建立帘线/橡胶复合材料轴向应力-应变的率相关预测模型。研究表明：特定应变率下,轴向应力-应变理论曲线与实验曲线符合较好;不同应变率下,率相关模型预测曲线与实验曲线符合较好。     

X形变截面优化橡胶密封圈比较应力有限元分析

基于有限元分析理论,借助软件ANSYS对X形变截面优化橡胶密封圈进行有限元分析。建立了X形变截面优化橡胶密封圈有限元模型,比较了X形变截面优化密封圈与X形变截面和X形橡胶密封圈最大综合等效应力情况。结果表明:X形变截面优化密封圈的应力主要集中在组合面圆弧内角处,特别是内角处更易损坏;在同等条件下,X形变截面优化密封圈的最大等效压力值比X形变截面密封圈的小,比X形(即星形)密封圈的大;X形变截面优化密封圈可用于替代X形(即星形)密封圈使用。     

金属橡胶减振器随机振动有限元仿真

提出一种金属橡胶减振器随机振动有限元仿真方法,采用正交各向异性阻尼材料模拟金属橡胶材料。相关仿真参数由金属橡胶减振器正弦扫频试验确定。对金属橡胶减振器进行正弦扫频试验和随机振动试验,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对金属橡胶减振器随机振动进行有限元仿真模拟,并将仿真结果与试验结果进行对比分析。研究结果表明,所提出的有限元仿真方法能够很好地对金属橡胶减振器随机振动进行仿真,且计算结果具有较高精度。     

橡胶减振器动刚度有限元数值预测方法研究

提出了一种基于有限元的橡胶减振器动刚度预测方法,对方法中的材料本构模型、有限元模型、动刚度预测流程进行了分析和研究。利用此方法对某惯导减振器进行预测,获得减振器动刚度和阻尼值,代入单自由度分析模型后预报出的动响应结果与试验结果基本一致。用该方法能捕捉到由于减振器刚度变化而引入的高频率共振峰,表明该方法具有更高的精度。     

某重卡橡胶悬架均衡梁球铰的改进研究

针对某重卡在行驶过程中出现的橡胶悬架均衡梁球铰轴向滑移脱出问题,对原橡胶悬架均衡梁球铰从结构上进行了改进,并将弹性材料由橡胶优化为聚氨酯。在台架试验台上,对改进前与改进后的均衡梁球铰垂向刚度和轴向刚度分别进行了试验,提取了改进前后均衡梁球铰的垂向刚度、轴向刚度试验值。同时结合ABAQUS有限元分析平台,建立了有限元分析模型,提出了利用非线性有限元法进行模拟分析的方法。通过模拟台架试验过程,对改进前、后的均衡梁球铰垂向刚度、轴向刚度有限元分析结果进行了评价。研究结果表明:将有限元分析结果与试验值进行了分析对比,两者最大差值为3.55%,有限元分析结果与试验值基本一致。改进后的均衡梁球铰在垂向刚度允许变化范围内,轴向刚度提升了约11.5倍。     

O形圈轴对称超弹性接触问题的有限元分析

本文采用罚单元接触算法,建立了O形橡胶密封圈的轴对称超弹性接触问题的非线性有限元分析模型,结合国际上通用的有限元分析系统ANSYS程序,对多种型号的O形圈进行了有限元分析,为橡胶密封件的设计计算提供了一条新途径。     

表面阻尼处理薄板结构声辐射分析的有限元法

用整体划分单元法建立自由阻尼处理和约束阻尼处理薄板结构的有限元模型,给出结构的变形能表达式,并通过变形能原理推得单元的刚度和质量矩阵。在用有限元法分析结构动态响应特性的基础上,利用有限元分析得到结构表面振动速度分布,分析表面阻尼处理板结构的声辐射。算例表明,用整体划分单元法预测表面阻尼处理薄板结构的动态特性和声辐射是可行的,其精度满足工程要求,并有简单方便的特点。     

基于ANSYS Workbench的橡皮囊成形过程有限元建模功能模块开发

橡皮囊成形是航空企业中钣金件成形的主要方法之一,经常需要采用有限元软件进行成形过程分析,其中传统有限元建模不仅对技术人员操作水平要求高,而且建模效率低。针对橡皮囊成形有限元建模过程进行了分析,总结归纳出可以自动实现建模的部分,包括几何建模、材料定义和网格划分等,基于ANSYS Workbench软件的DM模块以及DS模块进行二次开发,建立专用的橡皮囊成形分析模块,实现橡皮囊成形有限元模型的快速构建,操作界面友好。应用所开发的模块对某钣金件橡皮囊成形过程进行有限元建模,并与传统有限元建模方法进行对比分析,结果表明,采用所开发的模块建模分析与传统有限元建模方法的模拟结果吻合较好,证明了所开发模块的有效性。     

ABAQUS橡胶材料在汽车护罩仿真中的应用

利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,建立了汽车上橡胶防滑套的非线性有限元模型。根据橡胶材料单轴拉伸实验数据,利用ABAQUS软件拟合出基于Mooney_Rivlin本构模型的橡胶材料参数;在此基础上分析了橡胶防护套在不同工况下的变形和应力分布规律,为进一步可靠设计、优化橡胶防护套提供了理论依据。     

基于安全系数法的封隔器胶筒可靠性研究

针对目前胶筒的结构易失效和可靠性低等问题,以胶筒的抗剪失效为目标,基于安全系数法,引入设计变量的随机性,建立正态分布下胶筒的可靠性模型。对胶筒工作应力和强度的影响因素进行分析,基于相邻目标优属度的AHP方法,综合获得可靠性模型的相关参数值;对密封胶筒静强度可靠性要求下的可靠性安全系数进行计算,并给出不同层次下密封胶筒可靠性安全系数的参考值。建立胶筒的有限元分析模型,根据剪切应力评价准则计算了胶筒可靠性安全系数的取值范围,并通过实例验证理论计算结果的合理性。