橡胶衬套材料参数确定及有限元仿真

确定橡胶材料力学性能参数,较高精度地对橡胶部件进行力学特性仿真,对于汽车的操控性和舒适性有着重要的意义。基于汽车行业对橡胶零部件力学性能分析的需要,设计试验方案,对汽车控制臂衬套橡胶材料进行单轴拉伸、单轴压缩、平面拉伸试验;对材料试验中样件差异、预调次数、加载速度、夹持方法等对试验结果的影响进行分析,确定比较完善的橡胶材料试验方案。对试验数据进行处理,拟合获得材料模型参数;进行衬套静刚度试验,并使用获得的模型参数对试验进行仿真。仿真结果与试验符合较好。结果表明,采用的材料力学性能试验方法和参数拟合方法能够较准确地确定橡胶材料的力学性能参数,可为有限元仿真提供可靠的材料模型参数。     

橡胶悬置静动态特性仿真与试验研究

为深入了解某车用橡胶悬置的静动态特性,对该悬置进行了应力松弛试验,利用试验数据在有限元软件ABAQUS中获得了橡胶材料拟合应力松弛系数,建立了橡胶的超-粘弹性材料模型,对该悬置的静动刚度、阻尼特性进行了仿真分析,并进行了试验验证。     

商用车驾驶室悬置系统筒式橡胶衬套的线性静态刚度特性研究

筒式橡胶衬套是悬置系统重要的承载结构零件,其三向线性静态刚度特性直接影响着悬架的使用性能。基于某商用车驾驶室悬置系统筒式橡胶衬套,应用非线性有限元分析软件ABAQUS对橡胶衬套的径向、轴向与偏摆刚度进行计算分析,采用MTS831弹性体试验系统对样件进行了刚度试验。探讨了衬套缩颈对橡胶衬套三向线性静态刚度的影响。仿真分析结果与试验结果进行了对比,误差在允许范围内,验证了有限元分析方法在橡胶衬套开发与设计中的有效性。以上仿真计算与分析的方法对商用车驾驶室悬置系统筒式橡胶衬套的设计开发具有重要的工程指导意义。     

橡胶压缩性在悬置结构有限元分析中的应用

合理修正橡胶压缩性对于正确进行橡胶悬置结构有限元分析具有重要意义。以圆柱型橡胶悬置为研究对象,进行悬置径向刚度的有限元分析与试验,通过对比可知,假设橡胶材料为不可压缩或接近不可压缩时,悬置的计算刚度远大于试验刚度,有限元计算存在较大误差。针对以上问题分析,提出进行橡胶体积可压缩性修正的必要性。采用调整橡胶材料泊松比的方法修正橡胶可压缩性,当悬置计算刚度与试验刚度吻合较好时,橡胶可压缩修正模型的泊松比应为0.42。应用修正的橡胶材料模型对悬置结构进行优化改进,并对改进结构进行刚度有限元分析与试验,结果表明,改进结构的刚度计算曲线与试验曲线变化趋势基本一致,吻合较好。从而验证了橡胶体积可压缩模型修正方法合理,具有一定的工程应用价值。     

汽车悬置橡胶结构抗疲劳设计

基于某车型动力总成拉杆悬置橡胶的材料拉伸试验数据，利用Abaqus软件拟合得到橡胶材料Ogden超弹性本构模型参数，并依据橡胶材料的应变疲劳理论，试验测试了ε-N疲劳曲线。基于悬置橡胶结构的刚度试验标定了其有限元模型，再根据疲劳台架试验进行了悬置橡胶疲劳寿命计算与结构优化，最后预测了其在整车驱动耐久试验疲劳寿命。     

汽车衬套刚度开发技术研究

在整车开发前期对衬套刚度进行仿真,能够缩短衬套的开发周期。衬套橡胶材料性能测试是衬套刚度仿真的前提。建立衬套有限元模型,利用仿真软件开展刚度仿真计算,并与试验刚度进行对比,以提高仿真精度,使仿真能够更好地为设计服务。     

大型矿车发动机橡胶悬置静、动态刚度特性研究

大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义。采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性。研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值。     

汽车动力总成液阻悬置液-固耦合非线性动力学仿真

液阻悬置是一种先进的隔振元件,广泛应用于汽车动力总成的隔振系统中。目前对液阻悬置动特性的仿真均采用集总参数模型,模型所需的物理参数主要由液阻悬置相应的元件进行试验得到。以惯性通道-解耦盘式液阻悬置为研究对象,建立了其性能分析的液-固耦合有限元模型;利用该模型对其静、动特性进行了仿真,并和试验值进行了对比。计算分析了液阻悬置的-些内部特征参数的变化规律,其结果与液阻悬置的工作机理或试验结果相符合。利用液-固耦合有限元模型对液阻悬置进行仿真时,只需橡胶材料的应力-应变关系、液体的性能参数和液阻悬置的几何参数。应用该法可以在液阻悬置的设计开发阶段较精确地预测产品的性能和进行优化设计,有利于提高产品设计质量、缩短开发周期。     

Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。     

采用超弹性-粘弹性-弹塑性本构模型的橡胶隔振器动态特性计算方法

填充橡胶材料的动态特性与激振频率及激振振幅相关.基于本构模型叠加的方法,建立填充橡胶材料的超弹性-粘弹性-弹塑性本构模型.其中,超弹性模型用于表征橡胶材料的弹性特性,粘弹性模型和弹塑性模型分别用于表征橡胶材料动态特性的激振频率和激振振幅相关性.给出模型中参数的识别方法以及橡胶隔振器的动态特性与激振频率及激振振幅相关性的计算方法.由橡胶试件的简单剪切试验数据拟合得到模型参数,利用有限元分析方法计算一橡胶悬置的动态特性并与试验数据进行对比分析.结果表明,所建立的超弹性-粘弹性-弹塑性模型可以较好地表征橡胶材料动态特性的振幅相关性和频率相关性,可用于橡胶隔振器动态特性的预测与优化设计.     

汽车悬架变刚度筒式橡胶衬套的静特性分析

汽车悬架变刚度筒式橡胶衬套是悬架系统重要的承载结构零件,其三向静刚度特性直接影响着悬架的使用性能,目前利用经验公式虽然可以预测衬套三向刚度,但采用这种方法精度有限,并且衬套试验试制较为繁琐。介绍了某一款筒式橡胶衬套的结构及设计要求,并采用非线性有限元分析软件ABAQUS探讨计算了缩径量的大小对橡胶衬套各向刚度的影响,分析了改进结构后衬套的三向变刚度特性,并与试验值进行对比,验证了有限元分析方法在衬套前期设计中的有效性,可对衬套前期的开发提供参考。     

橡胶主簧的数值建模分析与实验验证

橡胶主簧作为液压悬置的主要承力部件,其刚度特性直接影响液压悬置的性能.分析了橡胶类材料的本构模型,通过实验方法测得橡胶材料的本构模型参数,建立了橡胶主簧的有限元数值分析模型.数值计算结果与实验数据相吻合,说明该模型是有效实用的.     

后拉杆悬置衬套刚度仿真分析与实测对比研究

动力总成后拉杆悬置衬套是汽车动力总成悬置系统的安全件和功能件,是汽车动力总成与后车架连接重要组成部分,对车辆低振动噪声和耐久性有重要影响。文中针对某款SUV车辆动力总成后拉杆悬置橡胶在路试试验中刚度不达标的现象,借助HyperWorks软件对悬置橡胶的刚度进行计算分析,并利用MTS试验设备对橡胶计算结果加以实测对比研究。经过对比分析得出,仿真结果与试验测试几乎结果吻合,强有力地验证了有限元仿真分析的有效性,节约汽车零件的开发成本。文中的研究方法对动力总成悬置系统的设计具有一定的指导意义。     

遗传算法在橡胶超弹性材料参数反求中的应用

将优化算法与有限元仿真分析相结合可以对橡胶的材料参数进行反求,该方法基于一款叠层橡胶弹簧的试验数据,并选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型。在参数反求的过程中,为解决传统遗传算法出现的早熟、稳定性差以及收敛速度慢的问题,将编码方式改为实数编码,并在算法中引入精英保留策略和自适应的交叉与变异概率。将根据改进遗传算法反求得到的刚度特性曲线与试验结果进行对比,发现二者具有很好的一致性,表明通过反求得到的材料参数能准确地对橡胶材料的力学性能进行描述。     

货车驾驶室锁止机构总成悬置软垫的设计与分析

针对某轻型货车驾驶室锁止机构总成悬置软垫的结构设计等问题,将有限元分析技术应用到橡胶悬置软垫的结构设计中。开展了理论设计和实验测量的分析,建立了有限元分析与实验检测结果的关系,提出了利用静平衡法测量驾驶室质心参数的方法。在测量驾驶室质心参数,基于有限元法和实验测量,对轻型货车的驾驶室锁止机构结构悬置软垫的设计方法进行评价,在实验室进行了静刚度性能检测,对比评价了有限元分析结果与实验测量的差异。研究结果表明:利用有限元分析法理论计算的悬置软垫的静刚度与实验检测结果差异小于10%,在理论可接受的范围内,说明有限元分析法可用作驾驶室锁止机构的悬置软垫的设计工具。     

汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析

实现多轴工况下的橡胶部件的疲劳寿命预测具有重要意义,对橡胶衬套的台架疲劳试验寿命进行预测,研究和分析实现衬套多轴疲劳寿命预测的一些关键问题。进行衬套部件的台架疲劳试验,获得了部件的试验疲劳寿命。选定疲劳损伤模型,进行橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合模型参数;使用有限元仿真和线性叠加法计算得到衬套在台架疲劳试验中的应力和应变响应;对衬套的台架试验疲劳寿命进行预测,分析损伤参数、载荷相位、线性叠加等因素对疲劳寿命的影响。结果表明,该文的材料疲劳试验方法和寿命预测方法能够较好地预测橡胶衬套台架疲劳寿命;对于台架试验工况,损伤参数对寿命影响不大,载荷的相位对寿命影响较大,线性叠加引起的误差不大。     

齿式橡胶联轴器橡胶块静刚度测试与分析

橡胶体是弹性联轴器的关键部件,它的结构、材料直接决定了弹性联轴器的性能。通过对橡胶材料的单轴拉伸实验确定橡胶计算所需本构模型参数,利用有限元ABAQUS软件对其进行静态刚度进行仿真分析,并对橡胶块静刚度进行了试验。理论计算与实验结果十分接近,研究结果对橡胶体的结构优化设计具有一定的工程指导意义。     

环形丁腈橡胶件静刚度的有限元模拟

对矩形丁腈橡胶件进行静态拉伸试验,通过对试验得到的应力、应变数据进行拟合,得到了Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,利用此本构模型对环形丁腈橡胶件进行静压缩有限元模拟,进行了试验验证,并分析了环形丁腈橡胶件的壁厚、外径以及温度对其静刚度的影响。结果表明：通过有限元方法模拟得到矩形丁腈橡胶件静态拉伸大变形阶段的力-位移曲线与试验结果相吻合,相对误差小于5%,表明Mooney-Rivlin超弹性本构模型可准确描述丁腈橡胶的超弹性特性;环形丁腈橡胶件静刚度的有限元模拟结果与压缩试验结果的相对误差为13.1%,证明了该有限元方法的准确性;随着壁厚或外径的增加,环形丁腈橡胶件的静刚度减小;随着温度的升高,静刚度减小,但减小速率逐渐降低。     

陶瓷球轴承接触角和预紧力对高速磨削电主轴静刚度的影响

陶瓷球轴承作为电主轴的核心部件,其结构参数对电主轴的静刚度有着重要的影响。基于角接触球轴承径向刚度计算公式,通过仿真分析研究了接触角和预紧力对电主轴静刚度的影响。通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了不同接触角和预紧力下主轴前端径向变形及主轴静刚度,进而根据有限元仿真结果拟合得到了主轴静刚度关于接触角和预紧力的拟合方程及拟合曲线。     

环形橡胶-硅油组合式减振器静态刚度特性研究

以环形橡胶-硅油组合式减振器为研究对象,通过ANSYS开展了其静态刚度特性研究。通过橡胶样件的单轴拉伸试验,基于试验数据拟合确定了多种橡胶超弹性本构模型参数。分别建立了减振器固体有限元模型和流体有限元模型,进行静态刚度仿真。通过试验机开展了该减振器静态刚度试验。对比分析静态仿真与静态试验,选取了Neo-Hookean超弹性本构模型,分析了橡胶外径、橡胶内径和硅油粘度对静态刚度的影响。研究结果为该减振器的应用提供了支持。