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06 — 基于自熱溫升的橡膠疲勞仿真 6.1撕裂與疲勞及其溫度相關性 6.2基于自熱溫升的橡膠疲勞壽命仿真流程

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會議主題：航空領域仿真分析--復合材料強度與損傷容限分析、熱分析、橡膠密封分析會議時間：2022/06/07，13:30-16:30關鍵詞：航空航天，仿真分析，復合材料，強度與損傷分析、熱分析、橡膠密封活動摘要：航空航天工業是Abaqus最重要的應用領域之一，波音、空中客車、洛克希德-馬丁等長期合作的用戶。

在工程實踐中，橡膠部件的疲勞壽命預測常常面臨諸多挑戰。與金屬材料相比，橡膠表現出獨特的力學行為和失效機理，這使得傳統的疲勞分析方法往往難以直接應用。基于我們此前的系列研究，現將橡膠疲勞仿真中的三個關鍵問題重新梳理，為工程實踐提供參考。

在橡膠制品（如密封件、輪胎、減震器）的開發中，高精度仿真已成為優化設計、預測耐久性的核心環節。仿真結果的可靠性，根本上取決于輸入材料模型的準確性。當前行業普遍的痛點在于：傳統的標準測試數據，無法充分表征橡膠在實際復雜工況下的非線性、時間相關與疲勞損傷行為，導致仿真與實物性能存在顯著偏差。為實現仿真驅動設計，關鍵在于構建一個精準、完備的材料參數體系。

[J].合成橡膠工業,2021,44(03):245-249 [2] 田明,李齊方,劉力,田洪池,馮予星,張繼陽.熱塑性硫化橡膠的加工與應用[J].合成橡膠工業,2002(01):54-56

下面以對橡膠柱的壓縮試驗的仿真分析為例，簡述一下針對橡膠大變形仿真過程中需要注意的幾點：圖1、理想與現實的差距(一)模型的簡化對于一個工業數模，常常需要進行一些合理的模型簡化，但不可過度簡化。

，幾何大變形、材料非線性、接觸非線性、熱機耦合等仿真方面具有豐富經驗。

這些數據用于擬合Mullins模型參數，對模擬產品初次裝配剛度衰減、過載性能變化及準確生熱分析不可或缺。從數據到模型專業的參數擬合服務02PART獲取精確的測試數據只是第一步。我們憑借深厚的材料力學背景與仿真經驗，提供專業的參數擬合服務，將試驗數據轉化為可直接用于仿真的高精度材料本構模型。

近日，易瑞博科技（E-rubber）一項關于“充氣式變溫等雙軸測試與仿真集成平臺”的技術實踐案例，經過評審，入選了中國科協企業創新服務中心建設的“企業科技工作者評價案例庫”。同時，由E-rubber作為主要起草單位之一的國家標準《硫化橡膠或熱塑性橡膠 等雙軸拉伸應力應變性能的測定》正處于關鍵的征求意見與全國多地試驗室的對標驗證階段。

本文選取3種不同尺寸的橡膠-金屬襯套制品，產品的結構尺寸和橡膠參數詳見表2。圖8 產品測試仿真和實測結果以及誤差值見表3,其中誤差值取(仿真值-實測值)與仿真值的比值。通過表3可知，仿真值與實測值間存在一定的誤差。

Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程（1）背景實物整體圖如下：剖面圖：外面是剛性法蘭，主體是橡膠球體，橡膠球體里面有嵌入的簾布層，簾布層里面有加固環，加固環也是嵌入在橡膠球體里。兩端法蘭和橡膠接頭兩端接觸，固定約束，橡膠球體和法蘭的一角在球體變形較大時接觸。分析在加載過程中該模型的應力和變形情況。

其中SIMULIA Abaqus作為非線性仿真的權威軟件，提供針對塑料和橡膠仿真全方位支持，包括豐富的材料本構模型、非線性求解技術、優秀的前后處理等。同時SIMULIA也提供其他多物理場仿真軟件，能夠實現與Abaqus軟件的聯合仿真。例如結合Isight用于橡膠非線性材料參數標定、塑料件、橡膠件性能優化等工作。這對于確保前期產品設計滿足性能要求是非常重要的。

先對上模具施加位移，待橡膠密封墊片獲得一定應力場后再仿真應力釋放過程，分別采用靜力隱身和粘性分析步，然后設置場變量和歷史變量輸出，分別如圖2和圖3所示。

橡膠疲勞仿真技術，目前還有很多難題需要攻關解決。橡膠的大應變計算還是不穩定：比如橡膠材料種類繁多，不同產家的橡膠配方也不一樣，我們只完成了幾種橡膠的材料試驗，也花費了大量的經費，每種橡膠都進行材料試驗，肯定是不切實際的。比如，仿真結果與實際結果的差異，還需要進一步的對標。所以，橡膠疲勞仿真技術的發展，任重而道遠！

Marc軟件在橡膠、密封行業有著廣泛的應用，針對橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實現： ? 通過Mullins效應進行橡膠件的損傷分析，當損傷到達1時，認為橡膠出現開裂，但是在實際仿真計算中需要進行大量的分析計算，工作量巨大。 ? 通過彈性體疲勞壽命損傷理論來進行疲勞壽命分析。

11月11日，Ansys官方『Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預約學習?? 時間：11月11日（星期二），16：00-17：00內容簡介：本次網絡研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構的選取

01橡膠件疲勞分析概述在橡膠件CAE仿真分析中，通常需要進行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前仍然是困擾行業的難題。