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采用一種修正的Kraus模型定量描述了橡膠材料動(dòng)態(tài)損耗模量隨溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的變化規(guī)律。得到了生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式。 利用依黏彈性理論得出的黏滯生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。

采用一種修正的Kraus模型定量描述了橡膠材料動(dòng)態(tài)損耗模量隨溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的變化規(guī)律。得到了生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式。 利用依黏彈性理論得出的黏滯生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。

圖7 單自由度橡膠減振器系統(tǒng)傳遞函數(shù)通過(guò)試驗(yàn)曲線可得該單自由度橡膠減振器系統(tǒng)的共振頻率為89Hz，試驗(yàn)值與仿真值的相對(duì)誤差為1.25%。仿真曲線與試驗(yàn)曲線在峰值處吻合的比較好，在共振點(diǎn)之后的衰減梯度上有一定誤差，從仿真過(guò)程來(lái)看可能是橡膠與支架接觸的接觸屬性設(shè)置上存在誤差。

延伸閱讀：橡膠疲勞 ≠ 金屬疲勞：線性疊加-上橡膠疲勞 ≠ 金屬疲勞：線性疊加-下挑戰(zhàn)三熱效應(yīng)的綜合考量03PART橡膠的粘滯效應(yīng)以及較低的熱導(dǎo)率使其在循環(huán)載荷下容易產(chǎn)生顯著的自生熱和溫度累積。局部溫升不僅會(huì)影響材料的力學(xué)性能，還可能引發(fā)熱失控現(xiàn)象。

對(duì)航空航天很多復(fù)雜和特殊的問(wèn)題，如疲勞斷裂、復(fù)合材料損傷、起落架柔性機(jī)構(gòu)、接觸連接、金屬塑性，熱分析分析等，Abaqus是非常具有優(yōu)勢(shì)的。我們誠(chéng)邀您參加SIMULIA在航天領(lǐng)域結(jié)構(gòu)仿真應(yīng)用線上技術(shù)研討會(huì)，本次研討會(huì)我們將重點(diǎn)介紹Abaqus在航天領(lǐng)域經(jīng)常遇到的問(wèn)題，包括復(fù)合材料強(qiáng)度與損傷，橡膠密封分析，熱分析等。。

底盤(pán)襯套類(lèi)橡膠減振制品由芯軸、外套和橡膠組成，通過(guò)橡膠硫化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)3者連接。常規(guī)橡膠襯套可通過(guò)調(diào)節(jié)各組件結(jié)構(gòu)、尺寸和橡膠硬度，實(shí)現(xiàn)在x、y、z軸平移和偏轉(zhuǎn)的性能要求。由于車(chē)型和車(chē)輛系統(tǒng)各部位的差異很大，對(duì)橡膠減振制品的性能要求也不同，因此需根據(jù)不同的性能要求選擇合適的結(jié)構(gòu)、尺寸和橡膠材料，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)橡膠襯套類(lèi)制品時(shí)，常采用試驗(yàn)法和數(shù)值模擬分析法來(lái)確定相關(guān)參數(shù)。

5、橡膠襯套疲勞仿真典型案例 下圖是某懸置襯套的疲勞仿真計(jì)算結(jié)果。

由于橡膠材料具有超彈性能，當(dāng)受到較大外載時(shí)，表現(xiàn)出高度非線性的特性，往往使得密封圈的精確仿真求解十分困難。 ABAQUS 是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件，其解決問(wèn)題的范圍從相對(duì)簡(jiǎn)單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問(wèn)題。ABAQUS 包括一個(gè)豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫(kù)。

Marc軟件在橡膠、密封行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，針對(duì)橡膠疲勞壽命的仿真，Marc有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)： ? 通過(guò)Mullins效應(yīng)進(jìn)行橡膠件的損傷分析，當(dāng)損傷到達(dá)1時(shí)，認(rèn)為橡膠出現(xiàn)開(kāi)裂，但是在實(shí)際仿真計(jì)算中需要進(jìn)行大量的分析計(jì)算，工作量巨大。 ? 通過(guò)彈性體疲勞壽命損傷理論來(lái)進(jìn)行疲勞壽命分析。

02 柱塞油膜摩擦生熱仿真 圖5為燃料泵柱塞油膜摩擦生熱仿真流程圖, 主要包括以下步驟: 1) 建立柱塞運(yùn)動(dòng)方程和油液黏溫關(guān)系, 并通過(guò)UDF編程將柱塞運(yùn)動(dòng)方程和黏溫關(guān)系導(dǎo)入仿真軟件; 2) 建立油膜幾何模型, 進(jìn)行網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn); 3) 對(duì)不同油膜出口壓力、

在橡膠制品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能否在產(chǎn)品試制前準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其疲勞壽命，是衡量研發(fā)水平的重要標(biāo)志。Endurica作為一款在全球范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證的橡膠疲勞壽命仿真工具，已成為多家頭部輪胎與橡膠企業(yè)研發(fā)體系中的關(guān)鍵組成部分。引入Endurica不僅是為團(tuán)隊(duì)增添一款軟件，更是構(gòu)建一項(xiàng)可持續(xù)的工程能力。

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(jìn)行橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析，但如何進(jìn)行橡膠疲勞壽命的分析當(dāng)前仍然是困擾行業(yè)的難題。

其中，坦克履帶的橡膠掛膠疲勞問(wèn)題，就是影響裝備可靠性的關(guān)鍵因素之一。技術(shù)突破：從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用美軍M1A1主戰(zhàn)坦克曾面臨同樣的難題——履帶掛膠在復(fù)雜工況下容易出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂，直接影響裝備的作戰(zhàn)效能和安全性。通過(guò)應(yīng)用Endurica橡膠疲勞仿真技術(shù)，美軍成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)履帶掛膠疲勞壽命的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，仿真結(jié)果與實(shí)物試驗(yàn)高度吻合。

下面以對(duì)橡膠柱的壓縮試驗(yàn)的仿真分析為例，簡(jiǎn)述一下針對(duì)橡膠大變形仿真過(guò)程中需要注意的幾點(diǎn)：圖1、理想與現(xiàn)實(shí)的差距(一)模型的簡(jiǎn)化對(duì)于一個(gè)工業(yè)數(shù)模，常常需要進(jìn)行一些合理的模型簡(jiǎn)化，但不可過(guò)度簡(jiǎn)化。

Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過(guò)程（1）背景實(shí)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(huán)，加固環(huán)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(shí)接觸。分析在加載過(guò)程中該模型的應(yīng)力和變形情況。

本文將以一個(gè)懸置膠合件仿真的實(shí)例講解一下如何利用ABAQUS來(lái)獲取其三個(gè)方向的靜態(tài)特性。所用膠合件的數(shù)模圖如圖1所示。其設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的三向剛度如表1所示，膠料硬度是邵氏50±5度。圖1 膠合件結(jié)構(gòu)表1設(shè)計(jì)要求1、 網(wǎng)格劃分采用HYPERMESH對(duì)圖一懸置進(jìn)行網(wǎng)格劃分到的有限元模型如圖2所示。

在橡膠件CAE仿真分析中，橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析相對(duì)容易，但是如何進(jìn)行橡膠疲勞壽命的分析當(dāng)前還是困擾工程師的一個(gè)難題。

在橡膠件CAE仿真分析中，橡膠件剛度，密封性等仿真工況的分析相對(duì)容易，但是如何進(jìn)行橡膠疲勞壽命的分析當(dāng)前還是困擾工程師的一個(gè)難題。