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摘 要：基于ABAQUS-Python提出了一種橡膠-金屬襯套快速仿真技術。該技術將典型橡膠-金屬襯套結構參數化，并通過開發的獨立圖形用戶界面和ABAQUS腳本程序，實現自動前處理、仿真計算和后處理；讀取仿真結果文件中力、扭矩、位移和角度值，采用最小二乘法計算出多向靜剛度值，導出應力、應變等云圖；對比仿真與實測結果，誤差在10%以內，滿足工程化應用要求。

1、橡膠襯套CAE網格模型的建立 考慮到橡膠的大變形，需要采用六面體網格單元進行仿真計算，才能得到正確的結果。但是，如果模型結構復雜，六面體建模往往難度很大。橡膠襯套需要考慮整車NVH性能，各個方向上的剛度要求不一樣，因此結構設計的較為復雜，使得六面體網格建模非常困難。針對不同的橡膠襯套，我們制定了各種不同的襯套建模方法。

圖9、橡膠襯套的靜剛度仿真曲線 如果將我們的載荷換成如圖10的正弦加載曲線，我們還可以得到該硬度下，固定頻率的動剛度的遲滯曲線，進而得出其動剛度。 圖10、動態加載曲線、結果可視化云圖與遲滯曲線 下載地址：基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模

利用有限元方法［5］ 計算圖4a 所示結構的三向靜剛度過程為: 首先用Pro /E 建立一系列三維實體模型［6］，然后用HyperMesh 對這些模型劃分網格，再在ABAQUS 中進行三向靜剛度的仿真計算，最后找出寬度b 分別與Kx，Ky 和Kz 的關系。利用ABAQUS 中的M-R 模型對圖4b 所示的襯套進行靜剛度計算，采用邵氏60° 的橡膠，橡膠材料參數的測定方法可以參考文獻［7］。

測試與仿真 在動力學仿真中常直接使用單元代替腳墊，此時需要根據上述測試獲得到的動剛度及阻尼數據參數來描述定義單元參數。 大多數CAE軟件（如ANSYS、ABAQUS、Nastran）中，彈簧單元通常僅支持實數剛度（彈性部分），而阻尼特性需通過附加阻尼單元或材料模型實現。具體實現方式如下： 儲能剛度 K′：直接作為彈簧單元的剛度值。

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

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。

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。

利用現有襯套的結構，其軸向（u 向）剛度較低但徑向（v 向）剛度較高，故將懸置襯套橫置，橫采用三個相同襯套聯合提供剛度，當然在此結構中適當的調整懸置襯套的布置角度可以增加抗扭的作用，同時將基于之前變速器懸置的主方向（整車Bounce 向）剛度進行設計新懸置結構，將剛度進行拆分，由于靜剛度的降低，其對應的橡膠硬度也會降低，動靜比也會隨之降低，故動剛度也會有明顯下降的趨勢。

可以看到，即使在橡膠襯套的邊緣，Marc也能夠很好的建立接觸關系，并在整個計算過程中接觸不發生穿透、失效等導致計算無法完成的現象。小結 采用Marc的混合接觸算法，將更加容易進行接觸分析，保證接觸分析的收斂性。從而幫助客戶提升CAE仿真計算效率，提升分析的一次成功率。

在橡膠件的仿真中，接觸分析是必然遇到的；在一些極限工況，由于橡膠的極限形變經常導致接觸會產生穿透，從而導致計算的無法完成。

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容易，但是如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前還是困擾工程師的一個難題。

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容易，但是如何進行橡膠疲勞壽命的分析當前還是困擾工程師的一個難題。

導讀如果您正在為橡膠件大變形仿真（例如：橡膠襯套的非線性剛度仿真）不準而困擾，或苦于缺乏高質量的等雙軸拉伸應力-應變數據來標定橡膠超彈性本構模型，那么這項正支撐國家標準制訂和驗證的創新測試方法，可能是您一直在尋找的答案。

在橡膠產品的設計與仿真中，仿真結果的可靠性，首先取決于輸入的材料模型是否準確。一個僅基于單軸拉伸數據構建的模型，可能嚴重偏離材料在多軸真實受力下的行為，導致剛度、壽命等性能預測錯誤或設計過度保守。我們提供的系統化測試服務，旨在通過一系列標準試驗，完整刻畫橡膠材料在各種變形模式下的力學響應，為您構建高保真度的仿真模型提供堅實的數據基礎。

作者：仿真居工文章來源：CAE集中營

墊圈被模擬成襯套元件，并且主剛度基于Marc分析計算得到。 Marc模型使用經驗模型，獲得橡膠墊圈的非線性材料屬性。使用材料試驗結果可以計算出經驗模型中的各種常數。獲得非線性材料屬性的工作流程如圖所示。 材料數據通過簡單拉伸、平面拉伸等試驗來收集，如雙軸拉伸和剪切。