橡胶件的静、动态特性及有限元分析
橡胶材料本构模型的有限元分析及参数拟合
橡胶材料本构模型的有限元分析及参数拟合
谢伟
【期刊名称】《福建建材》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】橡胶是典型的超弹性材料,在外力作用下会发生非常大的变形,外力卸载后可以完全恢复至初始状态,且具有几乎不可压缩的性质,这使得其力学性能非常复杂,难以用常规的材料属性去描述。
因此,对橡胶材料的力学行为进行数值模拟分析具有十分重要的工程意义。
以橡胶材料的基础力学试验为基础,介绍了几种常见的超弹性本构模型,通过ABAQUS软件建立了相应的计算模型,得到了橡胶材料应力应变曲线,验证了有限元分析的合理性,为进一步研究橡胶材料的性质打下了基础。
【总页数】4页(P11-14)
【作者】谢伟
【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.柔性接头弹性件超弹性本构参数拟合和低压摆动非线性有限元分析
2.本构方程对橡胶材料裂纹尖端J积分有限元分析结果的影响
3.填充橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合
4.一次拟合法与二次拟合法求解模型参数的研究——以林分密度控制图等上层高线模型拟合为例
5.基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的橡胶材料有限元分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ANSYS中随动橡胶圈的有限元分析
基于ANSY S 中随动橡胶圈的有限元分析高喜玲(河南工程技术学校,河南焦作454000)摘要:常规型井口光杆密封装置的胶皮闸门是固定件,要实现井口密封装置的随动对中,就必须解除固定胶皮闸门的约束,设计出能够实时跟踪光杆运动的随动胶皮闸门组件,通过该部分组件的作用可使密封装置密封主体能够跟踪光杆的运动,调偏自如,随着杆的移动、振动,可在任意方向内进行动态补偿,随动体是重要部件,采用的是橡胶材料,由于操作频繁,橡胶内膜成为易损件,所以随动件的性能直接影响到该装置的寿命,一旦橡胶内膜损坏,不仅会造成停工,而且容易引发事故。
所以通过有限元分析来优选橡胶材料及结构参数,就显得非常必要。
关键词:随动;建模;应力分析;有限元中图分类号:TH11711 文献标志码:A 文章编号:100320794(2008)0520079203B ased on ANSY S with Rubber Ring of Finite E lement AnalysisG AO Xi -ling(Henan Engineering T echnical School ,Jiaozuo 454000,China )Abstract :Wellhead conventional type of rod sealing device rubber gate is fixed pieces ,in order to attain the wellhead sealing device with the right dynamic ,must lift gate fixed rubber restraints ,designed to track real -time m ovement of rod with the gates of rubber com ponents ,the com ponents through the role of sealing device will be the main seal tracking rod m ovement ,offset com fortable with the shot migration ,vibration ,in any direction within the dynamic com pensation ,with the dynamic is an im portant com ponent is used in rubber materials because users frequently ,rubber endometrial become fragile pieces.With the m oving parts of a direct im pact on the life of the device once rubber endometrial damage ,it will not only cause suspension ,and could easily trigger accidents.S o by finite element analysis and structural optimization rubber material parameters ,it is very necessary.K ey w ords :following ;m odeling ;stress analysis ;finite element0 前言由于抽油机制造、安装误差及抽油机受力变形、地基下沉等原因使光杆轴线与井口装置轴线间形成固定偏移及随机偏移,造成密封装置严重偏磨。
基于有限元模型的橡胶减振元件性能研究及失效分析
刘 山尖 ，孙 伟 星 ，董兴 建
（ ｝ Ｊ 船舶 Ｊ ： 集 公『 可 第Ｌ ｏ四研究所， 上海 ２ ０ ０ ０ ３ １ ）
摘 要：介绍了橡胶减振器 Ｍｏ ｏ ｎ ｅ ｙ — Ｒ ｉ ｖ ｌ ｉ ｎ本构关系描述的橡胶材料的非线性弹性特性。 通过有限元模型的建立，对减振器静态刚度特性和动态刚度特性进行了研究，得出了减振器刚 度失效判据和硬度失效判据 。 关键词 ：橡胶减振 器；有限元 ；刚度 ；硬度
串图分类号 ：Ｔ Ｈ１ ３ ５ 文 献标 志码 ：Ａ
Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ Ｓｔ ｕｄ ｙ ａ ｎｄ Ｆａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｒｕ ｂｂｅ ｒ Ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＥ Ｍｏ ｄｅ ｌ
◎一 ｌ ◇
Ｉ
图１ Ｂ Ｅ型减 振器 结构 示意 图 图 ４ 减 振器 的底部 约 束情 况
在Ｐ Ａ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ 中建立 Ｂ Ｅ － ６ ０型橡 胶减 振 器的有 限元 模 型 （ 见图２ ） ，共有 ８ 万 个单 元 ，９ 万 个结 点 。并 为橡胶 材 料设置 弹性 材料特 性 （ 见图 ３ ） 。
弹性特性， 采用非线性有限元方法分析橡胶减振器的静态、 橡胶减振 器 坝能够满 不川 Ｊ 况卜 的承救要求，即 减振器需要具仃 定的静削度 。 时，为了满足隔振的功 能需求，期望减振器具有较小的动刚度，这样有利于宽频 带隔振。然而，一般来说，弹性体的静刚度和动刚度具有
一
Hale Waihona Puke 动态特性［ ２ １ 。Ｂ Ｅ 型系列橡胶减振器主要用于柴油机、空
帅 、 宄广 Ｊ … 环 境 试验 与观 察 。
硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析
硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析
刘晓东;李俊杰;曹逢源;姜洪雷
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2018(38)6
【摘要】建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析.首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算与常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着采用自主研制的基于锤击法的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率.通过两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的.在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据.
【总页数】5页(P194-198)
【作者】刘晓东;李俊杰;曹逢源;姜洪雷
【作者单位】同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804
【正文语种】中文
【中图分类】V214.3+3
【相关文献】
1.轻型货车车架有限元建模与动态特性分析 [J], 黄鼎键
2.轻型货车车架有限元建模与动态特性分析 [J], 黄鼎键
3.高速电主轴有限元建模及静动态特性分析 [J], 陈建文;胡世军;陈伟
4.轻型客车白车身有限元建模与静动态特性分析 [J], 白桂彩
5.基于均布弹簧模型的电主轴有限元建模及\r动态特性分析 [J], 刘成颖;杨哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
橡胶衬套静态特性计算测试相关性分析(final)
统计了衬套三向刚度的测试值与计算值。
衬套 A 的 X、Z 向测试值比计算值低 5%左右，Y 向持平，计算拟合效果良好。
衬套 B 三向刚度的测试 值均比计算值高约 13%，主要原因是该衬套采用模压较高的注橡模制作产品，产品硬
度高造成了刚度上升，但三向刚度比的吻合程度非常好。
衬套 C 的 Y、Z 向测试值比计算值高 8%，但三向刚度比仍控制在 6%之内。
Z
X
2.2 橡胶衬套样件与静态性能测试
图 2 参考坐标系的定义
为获得具统计意义的数据，对零件静态性能测试方法做了统一要求。测试设备为 MTS 833 三轴向试验台， 可利用同一套工装测试衬套三向静刚度曲线，如图 3 所示。
图 3 MTS 833 三轴向试验台 为保持测试数据的可靠性与一致性，在橡胶衬套样件制作与测试过程中进行如下定义：
由于橡胶是一种近似不可压缩材料，在隐式解法中橡胶单元类型通常选用 C3D8RH 和 C3D8H，而 C3D8H 有 更佳变 形能力，适合于计算大变形或接触分析。 这里网格类型采用 C3D8RH（一阶六面体减缩杂交单元）。
衬套线性静刚度是由主簧结构和橡胶类型决定的，因此在建模过程中仅对衬套主簧进行网格划分。考虑到衬 套内外 管均为金属结构，如铝合金、20#钢等，刚度远高于橡胶主簧，因此在 建模过程中 均刚性处理 。内 管与橡胶 主簧硫化结合处，用刚性单元将衬套弹性中心与之关联，作为激励加载端。外管与橡胶主簧硫化结合处，建立 6 自由度的约束。四种衬套结构的有限元网格模型如
样本 1 247.3
68.87
105.4 2.3463 0.6534
样本 2 244.1
69.34
102.8 2.3745 0.6745
样本 3 245.6
X形丁腈橡胶密封件的有限元分析
题 。图 ２ 是密封结构 的二维实体模型示 意图。图 ３
是根据 图 ２ 建立的有限元模型图。
图 １是 ｘ 形 密 封 圈 结 构 简 图。 由 于往 复 轴 、 套 筒 和橡胶 密封 件在 结 构 上 是 轴 对 称 的 ， 因此 ， 以把 可
１ 引言
对 往 复运 动密 封件 的研 究 由三 维 问题 等 效 成 二 维 问
由于 ｘ形 橡 胶 密 封 圈具 有 特 殊 的几 何 外 形 ， 因 此 ， 的密 封作 用特 别是 在 动 密 封 中 ， 有 许 多 Ｏ形 它 具 橡胶 密封 圈所 不具 有 的优越 性 。 到 目前为 止 ， 内外 学者 对 密封 系 统 的研 究 主要 国 集 中在 Ｏ形 橡 胶 圈 … ， 对 ｘ形 密 封 件 的研 究 涉 及 而 较少 。对 于 ｘ 形 密 封 件 的 应 用 ， 理 论 数 据 还 不 是 其 很 充分 ， 需要 进一 步 研 究 影 响 密 封 性 能 的 各 种 因 素 ， 考 察可 能 出现 的失 效原 因 “］ 。因此 ， 文 利用 Ａ — 本 Ｎ Ｓ Ｓ有 限元软 件 ， ｘ形 密 封 件 的 密 封性 能 、 封 机 Ｙ 对 密 理、 预报 可能 失效 部位 进行 模 拟研究 。
维普资讯
Ｘ形 丁腈 橡胶 密封件 的有 限元 分析
侯珍 秀 余志 洋 刘云猛 王 立峰２
１０ ０ ） ５０ １
１０７ ） ０ ０ ６
吴福 迪２
（ 哈尔滨工业 大学机 电工程学 院 ， １ 哈尔滨
（ 航天材 料及 工艺研究所 ， ２ 北京
文 摘
Ｗ ａ ｇ Ｌｉ ｎ ２ ｎ ｆ ｇ ｅ
Ｗ ｕ ｆ ｄ ｕ ｉ
（ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃａｉｓ ｎ ｌ ｔ ｎ ｓ ａｂｎＩｓ ｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｈ ｒｉ １０ ０ ） １ ｏｅｅｏ ｈｎｃ ｄＥｅ ｒ ｉ ，Ｈ ｒｉ ｔｕｅ ｆ ｃｎｌ ｙ ａｂｎ ５ ０ １ ｌ Ｍｅ ａ ｃｏｃ ｎｉ Ｔ ｏ
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析
转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析什么是转向架轴箱橡胶节点？转向架轴箱橡胶节点是汽车的重要组成部分，用于将车轮安装在变速箱上，从而使车轮与变速箱之间的振动减少到最小。
转向架轴箱橡胶节点把振动吸收，并消除了变速箱车轮之间的不对称性，从而改善了车辆操纵性能。
此外，它还能够有效地减少噪声和震动，在驾驶过程中提供更舒适的驾驶体验。
这些优点使橡胶节点在汽车工程中变得越来越重要，它们被广泛应用在各种汽车的转向架轴箱中，并且得到了许多车主的好评。
然而，由于汽车行驶中的疲劳作用，转向架轴箱橡胶节点也会遭受损坏。
如果节点疲劳寿命不足，就会导致车轮发生抖动，影响驾驶者的安全，因此转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命研究是非常必要的。
在结构设计中，有限元分析有着极大的优势，可以用于迅速预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。
在过去的几年里，人们已经开始使用有限元方法来研究转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。
首先，在使用有限元分析之前，需要建立转向架轴箱橡胶节点的几何模型。
建模时，应遵循结构实际尺寸，并考虑到橡胶材料的物理性质，特别是其柔韧性、松弛性和弹性。
接着，在有限元分析中，可以采用模态分析来模拟转向架轴箱橡胶节点的行为。
模态分析可以准确表征橡胶节点在任何振动频率下的振动响应，从而得出解析表达式的振动频率和振动幅度。
此外，还可以通过时间响应分析来确定橡胶节点在应力下的耐久性。
在时间响应分析中，可以利用累积应变的概念来记录橡胶节点的变形情况，从而获得节点疲劳寿命的估计值。
有限元分析可以计算出橡胶节点在各种工况下的变形情况，从而确定节点疲劳寿命。
除此之外，还可以使用有限元分析来确定节点疲劳寿命的影响因素，包括工况、振动频率和强度等。
此外，有限元分析还可以帮助优化转向架轴箱橡胶节点的结构设计，从而延长节点的疲劳寿命。
综上所述，有限元分析在研究转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命方面具有重要意义。
通过综合利用有限元方法和模态分析方法，可以快速准确地估算出橡胶节点的疲劳寿命，帮助车主保持车辆的安全性和可靠性。
FRP橡胶支座竖向力学性能有限元分析
FRP橡胶支座竖向力学性能有限元分析FRP橡胶支座是一种结合了玻璃纤维增强聚合物（FRP）和橡胶材料的新型支座，具有高强度、轻质、耐腐蚀、耐久性好等优点。
在工程结构中，它被广泛应用于桥梁、楼房等结构的支承部位，用于承载和传递垂直荷载。
为了更好地了解和优化FRP橡胶支座的竖向力学性能，有限元分析是一种有效的方法。
有限元分析是一种数值计算方法，将复杂的物体或结构分割为有限个小单元，通过求解每个单元的力学方程来得到整个结构的力学行为。
对于FRP橡胶支座来说，有限元分析可以模拟其在竖向荷载作用下的应力、应变等力学性能，通过分析结果可以得到该支座的受力情况及工作性能。
在进行有限元分析之前，首先需要建立支座的几何模型。
FRP橡胶支座一般由下部金属板、上部FRP层和橡胶层组成，可以通过三维建模软件进行建模。
建模时需要考虑支座的实际尺寸、形状和材料特性等因素。
建模完成后，可以导入有限元软件进行分析。
在有限元分析过程中，最重要的是确定边界条件和加载方式。
由于FRP橡胶支座一般是垂直支撑结构荷载的，边界条件可以简化为固支边界条件，即支座的边界被限制在其中一固定位置。
加载方式可以选择为恒定力载荷或恒定位移载荷，根据实际情况选择合适的加载方式。
在解算过程中，有限元软件会将支座模型进行离散化处理，将其分割为大量小单元，并对每个单元求解其应力、应变等力学参数。
根据这些参数，可以绘制出支座在不同荷载情况下的受力图、位移图等结果。
通过对结果的分析，可以评估支座的受力情况以及是否满足设计要求。
有限元分析还可以进行参数优化，通过改变支座的几何形状、材料性质等因素，得到最优的支座设计。
例如，可以比较不同材料组合对支座性能的影响，了解FRP橡胶支座在不同工况下的力学性能。
此外，还可以通过有限元分析预测支座的寿命和可靠性，为实际工程应用提供参考。
总结起来，有限元分析是研究FRP橡胶支座竖向力学性能的一种有效方法。
通过建立支座的几何模型、确定边界条件和加载方式等，进行有限元分析可以得到支座的受力情况及工作性能。
橡胶有限元分析基础PPT33页
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
O形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析
W = C1 ( I1 - 3) + C2 ( I2 - 3)
式中 : W 为应变能 ; C1 , C2 为常数; I1 =λ21 +λ22 +λ23 ,
I2 =λ21λ22 +λ22λ23 +λ23λ21 ,
I3
=λ21λ22λ23 ,
单元由接触单元 CONTA175和目标单元 TARGE169配 对组成 (虚拟单元 , 未显示 ) 。分析中采用的橡胶材
料模型为近似不可压缩弹性材料的穆尼 2瑞林 (Moo2 ney2R irlin) 模型 , 和材料的应变能偏量部分有关的
两个材料常数 C1 和 C2 (常称之为穆尼材料常数 ) 分 别为 1187和 0147[1, 6 ] 。
范 ·米塞斯 (Von M ises) 应力σ为 : σ = { [ (σ1
从图中可以看出 : 在无
-
σ 2
)
2
+
(σ2
-
σ 3
)
2
+ (σ3
-
σ 1
)
2
]
/2} 1/2 ,
其中 ,
σ 1
、
σ 、σ 为单元 体
2
3
3 个 方 向 的 主 应 力 。范
·米塞 斯
(Von M ises) 应力反应了 O 形圈截面上各主应力差值
Keywords: rubber sealing O 2ring; stress; contact p ressure; finite element analysis
O 形橡胶密封圈具有结构紧凑 、制造简单 、拆装 方便 、成本低廉等特点 , 是一种适应性很强的密封 件 , 在一般使用条件下 , 具有良好的尺寸稳定性和长 时间保持弹性的能力 , 主要应用于径向和轴向的静密 封 , 以及速度和压力较小情况下的动密封 。