筋腱连接器球形橡胶轴承刚度仿真与试验

为深入研究橡胶材料及结构参数对球形橡胶轴承刚度性能的影响,采用有限元方法对5种不同材料或结构的球形橡胶轴承进行分析研究,完成了球形橡胶轴承的压缩与摆动试验.对相应橡胶材料进行了材料试验,使用Abaqus/Standard建立橡胶轴承的二维轴对称模型和1/2三维模型,用Neo-Hooke、Mooney-Rivlin和Yeoh超弹性本构模型进行仿真.进行橡胶轴承的压缩与摆动试验,对有限元仿真进行对比验证.试验结果表明:丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶与天然橡胶制造的球形轴承,压缩刚度均会随着压缩位移上升而上升,摆动刚度均会随着摆动角度上升而下降;球形橡胶轴承金属层数量的上升会提高其竖直刚度,但对摆动刚度几乎没有影响; Yeoh本构模型在两种变形情况下均可以很好地拟合试验结果;在变形较小时,用MooneyRivlin本构模型进行仿真也可以得到较为准确的仿真结果;在压缩仿真中,形变较大时,Mooney-Rivlin本构模型无法表现出刚度迅速上升的阶段,因此仿真结果会小于试验结果;使用Neo-Hooke本构模型的仿真结果误差最大,在摆动仿真中完全无法使用.     

基于实验方法的橡胶圆管的本构模型分析

本文利用实验室现有的拉伸机,采用自行设计的简易夹具,对橡胶圆管进行了单轴拉伸实验,分析了橡胶圆管的应力应变曲线,通过对已有的本构方程与实验数据进行拟合,最终确定了橡胶中常用的三种本构模型的材料系数。通过实验对比,结果表明,M-R模型适用于变形量小于等于100%的范围,为以后气动人工驱动器变形机理的研究提供了实验依据和理论基础。     

微孔聚氨酯弹性材料的力学性能研究

为了分析微孔聚氨酯弹性材料的力学性能,分别对微孔聚氨酯弹性材料式样进行了拉伸和压缩试验;再利用拉伸与压缩试验数据对常见的经典超弹本构模型进行拟合,得出了相应的本构模型参数;通过误差分析对各种本构模型在不同应变条件下的适用性进行了分析探讨;最后,用拟合出的本构参数对高铁轨道用WJ-8扣件的微孔聚氨酯弹性垫板的静刚度进行数值模拟,有限元仿真结果与产品试验结果进行对比,说明了Yeoh模型、Van der Waals模型和Ogden N=3模型的预测值与试验值的相对误差分别为8.44%,7.83%和5.93%,Ogden N=3模型相对于其他模型具有更高的预测精度。     

确定金属-陶瓷复合材料幂强化模型参数的一种方法

推导了横向荷载作用下的四点弯曲幂强化弹塑性梁的挠度计算公式；在此基础上，根据构件试验结果及最小二乘法，确定了幂强化模型σ＝Ａεｎ中的材料参数Ａ、ｎ。从而确定了ＭｇＯ／Ｎｉ系材料弹塑性本构关系。     

基于单向解耦法的等壁厚螺杆泵橡胶衬套热滞后研究

稠油开采中使用最广的普通丁腈橡胶的螺杆泵容易发生定子衬套的烧心穿孔失效,昂贵的氢化丁腈橡胶耐高温却没有确切的使用深度和截面参数选择依据.为解决以上问题,首先基于普通丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶热老化和拉伸试验拟合了橡胶超弹性本构模型,然后使用单向解耦法分解滞后生热过程建立了一种新型有限元模型,最后使用研究了工作井深、过盈量和...     

非牛顿流体幂指式流变模型的实验验证

用30#机械油加聚异丁烯高分子添加剂构成非牛顿流体,选用幂指式流变模型作为这种流体的本构方程。并在改进的MPV－1500试验机上进行了这种非牛顿流体的流变性能试验,对于试验数据用用幂指式（τ＝mγ^n)模型进行线性回归,8组数据处理得到的最小相关系数Rh=0.9963,在0．01信度下是高度显著的。充分证明幂指式流变模型完全符合这种流体的本构方程,从而为种非牛顿流体在摩擦学中的应用提供了理论分析基础。     

基于ABAQUS炭黑填充三元乙丙橡胶超弹性本构模型的分析与比较

通过有限元软件ABAQUS对三元乙丙橡胶材料单轴拉伸实验数据与超弹材料本构模型进行了应力-应变曲线的拟合,主要对比了形变量在0~300%时消除Mullins效应后填充胶实验测得的应力-应变曲线与Neo Hooke模型、Yeoh模型、Arruda-Boyce模型的拟合曲线。结果表明:应变量在150%以下,三者都有较好的拟合效果;应变量超过150%时,Neo Hooke模型拟合曲线会明显偏离实验结果;在应变量在0~280%之间,Yeoh模型和Arruda-Boyce模型拟合效果拟合较好;在应变量在280%以上,Arruda-Boyce模型最好。     

橡胶减振支座动态性能仿真分析研究

基于Mooney-Rivlin、Ogden 3阶和Van der Waals三种橡胶超弹材料本构模型,考虑载荷频率、载荷幅值、载荷均值诸因素影响,分别建立风力发电机橡胶减振支座有限元模型,对橡胶减振支座动态性能进行数值模拟。通过橡胶支座动态承载测试实验,分析不同橡胶材料本构模型对橡胶弹性元件仿真精度的影响。橡胶减振支座仿真分析与动态承载实验结果的误差分析显示,压剪变形载荷工况适合选用Van der Waals模型;Mooney-Rivlin模型适合中、小变形载荷工况;Ogden 3阶模型则更适合较大变形载荷工况。为提高橡胶弹性元件有限元仿真精度,应根据所受载荷工况选用合适的橡胶材料本构模型。     

胶料硬度对超弹本构模型参数及橡胶弹簧刚度的影响

采用Mooney-Rivlin超弹本构模型,研究不同胶料硬度对超弹本构模型参数及胶料弹簧刚度的影响。对锥形橡胶弹簧进行垂向刚度仿真,并将仿真结果与弹簧刚度试验结果对比,发现不同胶料硬度对橡胶弹簧刚度有显著的影响。利用最小二乘法对现有的离散化数据进行拟合,得出超弹本构模型参数与胶料硬度的函数关系。基于正交试验方法,通过锥形橡胶弹簧刚度仿真试验,求得与实际胶料硬度对应的最佳超弹本构模型参数值C10=0.312,C01=0.087;锥形橡胶弹簧仿真刚度值与试验刚度值的相对误差仅为0.3%,具有较高的精度。     

考虑渗压的二长花岗岩流变损伤本构模型研究

基于二长花岗岩的流变试验结果,采用Cross-plotting方法确定了有效应力系数,在广义Bingham模型的基础上建立了考虑渗透压力损伤的流变损伤本构模型,对新的流变损伤模型进行参数辨识,得到了流变损伤模型的参数。推导了模型的流变本构方程,并用该模型拟合了岩石流变试验的数据,拟合结果表明:该模型不仅可以很好地描述衰减流变和稳态流变过程,亦可描述岩石的加速流变阶段,从而证明该模型的可行性和合理性。