橡胶Mooney-Rivlin模型中材料常数的确定

介绍了在用非线性有限元对橡胶制品进行分析时，橡胶类材料常用Mooney-Rivlin模型中材料常数确定的几种方法。     

橡胶Mooney-Rivlin模型力学性能常数的确定

用非线性有限元分析法和轴向压缩试验确定橡胶材料Mooney—Rivlin模型力学性能常数C1和C2。先由橡胶材料硬度计算出C1与C2之和，再通过非线性有限元分析法模拟不同C2／C1下橡胶材料的压缩应力-应变曲线并与实测曲线比较，与实测曲线重合性最好的模拟曲线的C2／C1即为橡胶材料的实际C2／C1，进而求得C1和C2。     

基于Mooney-Rivlin模型的橡胶材料常数实测及应用研究

采用阻尼材料试验机进行单轴向拉伸试验,获取橡胶材料常数C_(10)和C_(01),将其代入两参数Mooney-Rivlin模型,采用ANSYS有限元分析软件对筒形橡胶减振器和行星齿轮减速器性能进行预测。所设计产品装机实车试验结果表明,新型筒形减振器振动加速度下降了67.5%,改进后行星齿轮减速器固有频率大幅下降。     

Mooney-Rivlin模型对发泡橡胶力学行为的模拟

采用有限元分析软件常用的Mooney-Rivlin模型对NR和NBR闭孔发泡材料单轴拉伸力学行为进行了模拟。结果表明，用Mooney-Rivlin模型模拟所得的闭孔发泡橡胶力学行为与实测数据拟合较好，橡胶泡孔内的气体具有熵弹性及不可压缩且各向同性的特点。     

基于Mooney-Rivlin模型的船用密封圈设计及试验验证

基于橡胶试样单轴拉伸试验得到的拉力和变形量等试验数据,利用最小二乘法拟合求得橡胶材料的Mooney-Rivlin模型及Yeoh模型常数。基于有限元方法,用得到的模型常数对试样变形量进行计算并与试验结果对比。结果表明,Mooney-Rivlin模型在小应变和中等应变时可以较好地描述材料的力学行为,Yeoh模型适合模拟大应变时材料的力学行为。利用得到的模型常数计算分析异形密封圈的静态性能,最大变形量计算值与试验值的相对误差为2.74%,表明了所选模型常数的准确性。     

Mooney-Rivlin模型在硅橡胶应力锥受力分析中的应用

采用Mooney-Rivlin模型作为应力锥硅橡胶的本构模型,计算电缆终端应力锥的变形。MooneyRivlin模型的参数C01和C10通过拟合硅橡胶单轴拉伸试验的数据得到。通过Abaqus软件对应力锥进行数值模拟,得到应力锥的受力变形,同时通过实验对应力锥的变形进行测量,发现数值模拟结果和实验结果相吻合,证实了Mooney-Rivlin模型能在电缆终端应力锥硅橡胶材料数值分析中的准确性。     

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的橡胶材料有限元分析

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型2种橡胶本构模型,建立了硅橡胶、丁腈橡胶和氟橡胶的单轴压缩实验有限元模型,对比了3种橡胶材料的名义应力-应变曲线及模拟仿真。结果表明,Mooney-Rivlin模型适合橡胶的小变形行为,Yeoh模型适合橡胶的大变形行为,且Yeoh模型在橡胶小变形时也具有较好的拟合度。     

橡胶类超弹性本构模型中材料参数的确定

采用单轴拉伸、等双轴拉伸及平面剪切下橡胶材料试验数据的4种不同组合方式分别对主要用于表述橡胶超弹性的Yeoh模型和Ogden三阶模型进行拟合,并得出两种模型的材料参数。建立单轴拉伸、等双轴拉伸及平面剪切试验的有限元模型,探究1种仅仅借助单轴拉伸试验数据并结合其他2种试验有限元模型预测结果,进行橡胶类本构模型参数拟合的新方法。结果表明:选用Yeoh模型时,利用单轴拉伸和等双轴拉伸组合方式可获得较理想的材料参数;在只具备单轴拉伸试验数据的条件下,利用单轴试验数据和等双轴有限元模型预测数据的组合方式在低应变区用Yeoh模型拟合得到的材料参数较可靠;Ogden三阶模型较Yeoh模型精度高,但计算效率低且不易收敛。     

橡胶缓冲器有限元分析

笔者详细描述了橡胶变形的非线性特点和几种应变能函数,用有限元方法对橡胶缓冲器进行建模分析,得到了在不同条件下的载荷．位移曲线。分析结果与试验结果能很好的吻合,因此有限元方法可以用来指导橡胶缓冲器的优化设计。     

橡胶材料超弹性本构模型选取及参数确定概述

概述橡胶材料超弹性本构模型的选取及参数确定。橡胶材料超弹性本构模型选取取决于材料试验、有限元分析适应性和橡胶制品力学计算精度三方面,模型参数确定方法主要有基于简单材料试验的本构理论计算法、基于完整材料试验的数值拟合法、根据已有橡胶材料特性的识别法和先进材料参数试验法。基于完整材料试验的数值拟合法和先进材料参数试验法是确定橡胶材料超弹性本构模型参数的发展方向。     

橡胶材料本构模型辨识方法改进

根据橡胶材料辨识的数学公式推导,利用MATLAB软件通过最小二乘法拟合建立一种橡胶材料本构模型辨识编程计算方法,并与Abaqus有限元分析软件辨识工具进行对比分析。结果表明,相对Abaqus软件辨识工具,该计算方法使用条件较简单,拟合精度较高,可以满足大多数单轴拉伸试验数据的辨识与仿真需求,证实了利用MATLAB程序进行橡胶材料辨识方法的优越性。     

橡胶材料的混合高弹性本构模型研究

基于分子统计理论提出了一种适用于橡胶材料的混合高弹本构模型。采用修正Gaussian模型和修正8-链网络模型的非线性组合分别描述Gaussian变形和非Gaussian变形部分;对于微观层面上的分子链密度和宏观层面上的拉伸比,均将其分解为Gaussian变形和非Gaussian变形部分。不同拉伸模式下的应力-应变试验数据与Treloar数据的拟合对比证明了混合本构模型的适用性,且与Gaussian模型、3-链网络模型和8-链网络模型对比,其精确性有明显提高。     

橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立

进行橡胶材料疲劳试验机的设计和疲劳寿命模型的建立。基于疲劳裂纹扩展和撕裂能理论以及依据GB/T1688—2008研制的橡胶材料疲劳试验机由执行机构、数据采集系统和控制系统构成,用于橡胶材料疲劳试验和破坏试验,可以分别测得橡胶材料裂纹扩展速度及撕裂能、破坏撕裂能。采用Yeoh模型作为本构模型,以有限元仿真分析计算不同应变下的撕裂能,得到裂纹扩展速度与撕裂能关系,而建立的橡胶材料疲劳寿命模型可以用于预测组成复杂的橡胶材料的疲劳寿命。     

丁腈橡胶密封件减磨材料的研究

将粘合剂和润滑剂配合,制备出力学性能良好、润滑性能突出、耐水性能优异的丁腈橡胶密封件减磨材料。摩擦因数试验和油封台架试验表明:在丁腈橡胶动密封件工作面上包覆减磨层能有效降低摩擦力,起到减磨作用,有效降低密封面的温升,延缓密封件热老化速度,显著提高密封件使用寿命。     

橡胶桥梁支座胶料配方的设计

以天然橡胶桥梁支座为例，介绍了橡胶桥梁支座胶料配方的设计原则及试验过程。以该胶料配方制作的橡胶桥梁分别通过了铁道部、交通部检测，并获得了两部颁发的质量认证，经过实际应用与考察，也获得了用户的好评。