确定橡胶粘弹性模型参数的优化反推法研究

如何确定橡胶的粘弹性模型,从而应用有限元软件对橡胶制品进行动态特性分析是工程界现今面临的一大难题.为此,首先研究了基于ANSYS对橡胶制品的动态特性分析方法,而后提出了以Isight集成ANsYs和MATLAB来确定橡胶粘弹性模型参数的优化反推法,最后应用该方法确定了某型橡胶金属环的粘弹性模型,并进行了验证.     

小振幅谐波位移激励下橡胶减振元件动态特性计算方法的研究

对基于超弹性-粘弹性模型计算橡胶隔振器动态特性的方法进行了研究.阐述了频域粘弹性理论及材料粘弹性参数的获取方法.使用简单剪切动态实验获得了材料的粘弹性参数,结合原有的超弹性模型参数,建立橡胶的超弹性-粘弹性模型,并将该模型应用于简单剪切试件的动态特性计算,计算与实验的对比结果表明:经过静态误差系数修正后的简单剪切试件动态特性与实验值误差较小,且不受超弹性模型的影响.以一悬架橡胶衬套为例,针对不同衬套的缩径量,对橡胶衬套的静、动态特性进行了计算和比较.文中所述的方法将有助于橡胶减振产品的动态特性预测.     

橡胶隔振器动态特性计算方法的研究

填充橡胶材料的动态特性与预载、激振频率和激振振幅等相关.采用模型叠加方法,建立了用于计算的由填充橡胶材料制造的橡胶隔振器动态特性的弹性-粘弹性-弹塑性模型.其中,弹性模型用于表征橡胶隔振器的弹性部分,粘弹性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振频率的相关性,弹塑性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅的相关性.对一试片进行静动态性能实验,得到其静、动刚度和滞后角,由其拟合得到了弹性、粘弹性、弹塑性模型的参数.计算了一动力总成橡胶隔振器的动态特性,并与实验结果进行了对比分析.结果表明.采用的弹性一粘弹性一弹塑性模型可以较好地表征橡胶隔振器动态特性的振幅相关性和频率相关性.其计算方法,可以用于橡胶隔振器动态特性的设计计算.     

变振幅激励下的液阻橡胶隔振器动态特性分析

实验测试了一典型液压衬套的动态特性,验证了其振幅相关性与频率相关性的耦合关系。基于网格叠加方法,建立了超弹性-粘弹性-弹塑性叠加的橡胶隔振器粘弹塑性材料模型。分别使用超弹性-粘弹性模型（VE模型）和超弹性-粘弹性-弹塑性模型（VEP模型）计算液压衬套橡胶主簧动态特性,并对计算结果进行了对比,对比结果显示使用VEP模型有助于准确表达橡胶主簧在不同振幅下对液压衬套动态特性的贡献;阐述了橡胶液压衬套的流-固耦合建模方法,将VE模型和VEP模型应用于液压衬套动态特性的流-固耦合计算分析,对比结果显示,VEP模型更能表现液压衬套的振幅相关性和频率相关性的耦合特征。文中所采用的方法可有效指导液阻橡胶隔振器的前期开发设计。     

橡胶隔振器高频动态特性的计算方法

该文采用一种由Mooney-Rivlin模型和多个Maxwell模型叠加组成的非线性粘弹性本构模型,用于计算橡胶隔振器的高频动态特性。该文给出了在时域和频域范围内拟合本构模型中粘弹性参数的方法,利用拟合得到的本构模型参数,对某款橡胶悬置跨点动态特性进行计算,并与实验结果进行对比。该文还建立了橡胶隔振器等效力学模型,分析了原点动刚度和跨点动刚度的区别,分析表明:使用跨点动态特性测试法可消除测试中附加惯性力的影响,适用于橡胶隔振器高频动特性的测试;同时,该文搭建了橡胶隔振器有限元模型,分别用于分析其跨点动刚度与原点动刚度,并将分析结果与实验结果进行对比,分析结果验证了有限元模型和力学模型的正确性。除此之外,该文还分析对比了时域（松弛、蠕变）和频域（简谐动态试验）拟合粘弹性参数方法的优缺点。     

采用粘弹性分数导数模型的橡胶隔振器动态特性的建模及应用

橡胶隔振器的动态特性与激振振幅及激振频率相关。给出一个可以表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅及激振频率相关性的模型,其中,用摩擦力模型表征其动态特性与振幅的相关性,用分数导数粘弹性模型表征其动态特性与频率的相关性。计算分析了所建立的模型与目前广泛采用的两种描述橡胶隔振器动态特性模型(基于Maxwell的模型和粘性阻尼模型)在表征其与激振振幅及激振频率的相关性;使用分数导数和Kelvin-Voigt模型时,计算分析了一个含有橡胶隔振器的单自由度振动系统的自由振动和阶跃激励的时域响应。计算结果表明:采用分数导数模型能更加准确地描述橡胶隔振器的动态特性,建立的模型可以用于含有橡胶隔振器的振动系统的动态特性分析。     

硫化橡胶动态力学性能的分数阶微分Kelvin模型

研究炭黑填充硫化橡胶的动态粘弹性,采用Gabo Eplexor 500N对材料进行不同频率时的温度扫描测试,得到材料玻璃化转变温度Tg随频率的变化规律。在Tg~Tg+50℃范围内进行不同温度的频率扫描测试,得到材料存储模量、损耗模量和损耗因子。采用分数阶微分Kelvin模型对动态粘弹特性进行分析,确定了模型参数。结果表明,分数阶微分Kelvin模型可以较好地描述材料在不同温度和较宽频率范围内的动态粘弹性力学行为。当温度高于Tg时,随着温度的升高,材料从Tg附近的粘弹态向高温时的橡胶态转变,模型中的微分阶数相应地逐渐减小。     

隔振橡胶本构建模研究

提出适合描述隔振橡胶在宽频振动时力学行为的本构模型。本构模型包含超弹性和粘弹性两个部分，超弹性部分表征橡胶材料的静态特性；非线性粘弹性部分描述橡胶材料在振动、冲击载荷下的动态响应。基于该本构模型，对橡胶材料在宽应变率范围内进行试验，九个材料参数通过高、低应变率下的试验数据拟合确定。模型预测结果与试验结果是相当吻合的。     

《金属橡胶粘弹性本构模型研究》

应用金属橡胶的粘弹性拉压模型,使用通用有限元结构分析软件ANSYS通过平衡迭代求解获得其本构关系。结果表明理论计算曲线与实验曲线吻合较好,为金属橡胶理论的进一步研究打下基础。     

橡胶挠性接管特性研究

对像胶挠性接管的静，动态特性进行了研究，给出了橡胶挠性接管耐压强度的理论计算公式，建立了粘弹性管壁管道动态特性数学模型，并对方程组进行了求解。     

材料粘弹性对于一维局域共振声子晶体带隙的影响

声子晶体是具有声子带隙的人工周期性复合结构。作为常见的声子晶体的组成材料,橡胶材料的粘弹特性很少被考虑到,但其会对声子晶体带隙特性有重要影响。研究声子晶体考虑橡胶的粘弹性后的带隙特性,目的在于研究声子晶体在实际应用中的特性,以更好的应用声子晶体。建立了一维声子晶体梁的有限元模型。使用微分型粘弹性本构模型中的三参数Maxwell模型,推导了它的松弛剪切模量,将模型中的粘弹性转化为有限元模型中的材料参数。并通过进行有限元计算,比较和分析了考虑粘弹性之后对于不同形式声子晶体带隙的影响,发现粘弹性会影响带隙的位置和宽度,同时减小了振动的衰减。     

确定Kelvin模型粘弹性材料参数的一种实验方法

从Kelvin模型和Euler-bernoulli梁理论出发，利用弹性-粘弹性相应原理和弹性材料动力学理泠得出粘弹性梁的动力学方程。利用中心差分法分析了粘弹性材料悬臂梁的动态函数。根据振动特性，将材料参数与梁应变响应周期及振幅衰减相联系；利用这种联系，提出了测定Kelvin模型粘弹性材料参数的一种简单实验方法；分别取不同长度的橡胶悬臂梁进行了相应的实验，测出了材料的剪切模量和粘性系数；分析实验结果，得出一些有益的结论。     

隔振降噪用橡胶动态特性

隔振降噪用橡胶胶料及其制品的动态参数是决定振动与噪声控制中隔振度和降噪量的重要依据。本文从工程实用角度出发,对常用橡胶的动态特性加以阐述。具体涉及到胶料的静、动态弹性模数,隔振器等橡胶制品的静、动态刚度以及它们的动静比和阻尼。进而结合丁腈胶和天然胶胶料及其隔振器的试验实例加以论证。目的是对橡胶隔振器与其它橡胶制品的刚度和阻尼设计提供参考。     

基于橡胶热氧老化规律的压缩机隔振脚垫动态特性研究

以某空调器压缩机橡胶隔振脚垫为研究对象,考虑热氧老化对橡胶隔振脚垫的动态特性影响,采用Arrhenius模型、分数导数Kelvin-Voigt模型和库仑摩擦模型对橡胶隔振脚垫进行动态特性建模,建立了橡胶隔振脚垫热氧老化-动态特性数学模型。基于MTS831弹性体试验台搭建了隔振脚垫静、动态特性测试装置,给出了模型参数的辨识方法,试验验证了热氧老化-动态特性数学模型的正确性。结果表明,在100℃热氧老化7天后,橡胶隔振脚垫静刚度增长19.35%,动刚度最大增长5.3%,损耗因子最大减小11.6%。热氧老化-动态特性模型能够有效地表征橡胶隔振脚垫动态特性的振幅相关性、频率相关性和热氧老化相关性,为深入研究计及外界环境温度因素导致橡胶热氧老化的隔振脚垫服役后动态特性演化规律提供基础。     

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究及其显式有限元分析

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模

碳黑填充橡胶隔振器（以下简称＂橡胶隔振器＂）的动态特性与预载、激振频率和激振振幅相关。实验测试了一橡胶隔振器的动态特性,建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶隔振器动态特性的非线性模型,其中超弹性模型用于描述橡胶隔振器的弹性,分数导数模型用于表征橡胶隔振器动态特性的激振频率相关性,摩擦模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅相关的特性,文中论述了建模方法和参数辨识方法。有限元分析获得橡胶隔振器的静态力-位移曲线,利用测试得到的橡胶隔振器在大振幅、低频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中摩擦模型的参数,利用测试得到的橡胶隔振器在小振幅、高频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中分数导数模型的参数。利用建立的模型和拟合得到的参数计算分析了橡胶隔振器动态特性的振幅相关性、频率相关性和预载相关性,并与实验结果进行了对比分析。分析结果表明,建立的模型可以较好的描述橡胶隔振器的动态特性。     

硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响

硫化剂作为橡胶配方的重要组成部分，对橡胶制品的疲劳撕裂特性有着关键的影响。以前的研究主要侧重于试验的方法；且有周期长、费用大的缺点。为此，利用有限元分析技术研究硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响。首先得到不同硫化剂品种和硫化剂用量的橡胶材料标准试样，并获得其材料本构模型。隨后，用于ANSYS分析不同橡胶材料对应弹性元件的疲劳撕裂特性。最后总结得出硫化剂对某型弹性元件疲劳撕裂特性的影响规律并进行实验验证。     

粘弹性介质中输流碳纳米管的动态稳定性分

应用非局部粘弹性夹层梁模型分析粘弹性介质中输送脉动流碳纳米管的动态稳定性。在经典的欧拉梁模型中考虑了由管道内、外壁上的薄表面层引起的表面弹性效应和表面残余应力,同时考虑纳米管道的非局部效应,得到了改进的欧拉梁模型。用平均法对其控制方程进行求解,得到了管道稳定性区域。数值算例揭示了纳米管的壁厚、粘弹性特性、表面效应及两个介质参数对管道动态稳定性的复杂影响,结论可为纳米流体机械的结构设计和振动分析提供理论基础。     

高水头闸门止水材料的粘弹性研究

给出了用微分型本构模型研究橡胶类止水材料粘弹性的三参量流变公式。结合止水材料的粘弹性试验分析了高水头作用下止水材料的粘弹特性对其止水效果的影响,并根据材料的应力松弛函数从理论上计算出三种止水材料的有效止水时间。该理论方法对橡胶类止水材料的粘弹性研究具有普遍意义,可以为实际工程提供科学有益的指导。