[發(fā)明專利]一種基于有限元的超彈性體Adams建模方法

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• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107844660A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 李方龍
• 申請（專利權）人: 重慶小康工業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 熊曉果,龐啟成

技術領域

本發(fā)明涉及一種機械系統(tǒng)動力分析方法，特別涉及一種基于有限元的超彈性體Adams建模方法。

背景技術

在懸掛系統(tǒng)中，橡膠襯套是懸掛系統(tǒng)中非常重要的元件，具有減振、降噪、緩和沖擊等作用。懸掛系統(tǒng)是一個機械系統(tǒng)，可以通過Adams軟件對懸掛系統(tǒng)進行動力學分析。然而，橡膠襯套中的橡膠材料是一種高分子聚合物，其長鏈結構決定了其具有復雜的力學性能，主要表現(xiàn)為強烈的非線性力學特性，若不能描述橡膠系統(tǒng)的特性，在Adams中進行的懸掛系統(tǒng)的動力學分析結果是不可靠的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種基于有限元的超彈性體Adams建模方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種基于有限元的超彈性體Adams建模方法，包括以下步驟：

a.生成超彈性體的有限元模型；

b.導出超彈性體有限元模型的mnf文檔；

c.將mnf文檔導入Adams中；

所述步驟b在所述步驟a之后進行，所述步驟c在所述步驟b之后進行。

有限元分析是利用數(shù)學近似的方法對真實物理系統(tǒng)進行模擬。其利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。有限元分析中，能夠加載多種材料模型。因此，可以較為準確地描述橡膠材料等超彈性體的特性。常見有限元軟件有abaqus、ANSYS等。

步驟a中，在有限元軟件中建立超彈性體的幾何模型并劃分網(wǎng)格；在材料類型中選擇超彈性材料模型(如Monney-Rivlin模型、Neo-Hookean模型、Yeoh模型或Ogden模型)，輸入待分析的超彈性體材料的各項參數(shù)，將超彈性材料模型賦予到幾何模型上；建立邊界條件和約束，即完成超彈性體的有限元模型建立。

將mnf文件導入到Adams中，即可以在Adams中描述超彈性材料的特性，從而得到更加準確的分析結果。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，所述超彈性體為橡膠襯套，所述橡膠襯套的結構包括橡膠體，所述橡膠體的材料模型為超彈性材料模型。

橡膠襯套上的橡膠為典型的超彈性材料，因此，將橡膠襯套視作超彈性體。橡膠襯套上的橡膠體采用超彈性材料模型描述，并根據(jù)實際連接情況，在橡膠體和外套之間建立固定約束，在橡膠體和外套之間建立固定約束。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，還包括內(nèi)套和外套，所述外套套設于所述橡膠體外側并與所述橡膠體相連，所述內(nèi)套設于所述橡膠體內(nèi)側并與所述橡膠體相連，所述外套和所述內(nèi)套為金屬材料模型。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，還包括以下步驟：

d.在Adams中建立懸掛系統(tǒng)模型；

e.在所述超彈性體與所述懸掛系統(tǒng)之間建立約束關系；

所述步驟e在所述步驟c之后進行。

分析時，可以在Adams系統(tǒng)中建立懸掛系統(tǒng)模型，將橡膠襯套的模型導入到Adams中，就可以在以超彈性模型描述橡膠襯套的前提條件下，進行懸掛系統(tǒng)整體的機械系統(tǒng)動力學分析，從而得到準確可靠的分析結果。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，在所述步驟e中，在所述超彈性體與所述懸掛系統(tǒng)之間建立中間連接體，所述超彈性體與所述懸掛系統(tǒng)通過所述中間連接體建立約束關系。

由于在Adams系統(tǒng)中，超彈性體為柔性體，能夠發(fā)生變形，懸掛系統(tǒng)的其余部分為剛性體，不會發(fā)生變形。為了便于實現(xiàn)柔性體和剛性體的相連，在柔性體與剛性體之間建立中間連接體，通過中間連接體實現(xiàn)柔性體和剛性體的相連。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，在所述步驟e中，在所述外套與所述懸掛系統(tǒng)之間建立固定約束，在所述內(nèi)套與所述懸掛系統(tǒng)之間建立旋轉約束。

以上的約束根據(jù)實際情況建立，以得到貼近實際的模擬分析結果。

在本發(fā)明的較佳的實施例中，在所述步驟a之前，還包括以下步驟：

f：對所述超彈性體中的橡膠體進行拉壓實驗，得到用于有限元的橡膠材料的超彈性模型參數(shù)。

橡膠材料的特性與多種因素有關，為了得到更加準確的分析結果，在模擬分析前，可以先對超彈性體中所使用的橡膠材料進行拉壓實驗，得到有限元中所使用的橡膠材料的超彈性模型參數(shù)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

既能夠在Adams中進行機械系統(tǒng)的動力學分析，又能夠保留機械系統(tǒng)中超彈性材料的特征，從而使得分析結果更加準確可靠。

附圖說明：

圖1為超彈性體的結構和網(wǎng)格劃分示意圖；