[發明專利]一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法

在審

• 申請號: 201811536123.1
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109800456A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 吳杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：

步驟一、建立排氣系統三維幾何模型；

步驟二、采用Ogden超彈性模型表征橡膠材料的本構關系，由實驗數據擬合得到Ogden超彈性本構模型的參數；劃分橡膠吊耳的有限元網格，以及排氣系統有限元網格，建立有限元模型；Ogden本構模型的應變能密度函數描述如下：

式中，α_i和μ_i為待定材料常數，D_i表征材料的可壓縮性系數，J為彈性體積比，λ₁，λ₂，λ₃為3個主伸長比，N為多項式W的階數，i＝1,…,；

步驟三、施加邊界條件，計算排氣系統自由模態和約束模態，與實驗結果對比并修正有限元模型；

步驟四、基于美國通用公司10種極限工況，建立排氣系統中的橡膠吊耳在不同極限工況下的接觸關系；

步驟五、根據排氣系統模態分析情況施加邊界條件，施加所述極限工況對應的加速度載荷，分析排氣系統的非線性運動包絡面，并與將橡膠吊耳簡化為線性彈簧的傳統建模方法得到的分析結果進行對比分析；

步驟六、采用有限元后處理軟件提取排氣系統關注點的三向位移，并與限值對比，進行結果可視化。

2.根據權利要求1所述的一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：步驟一中采用CATIA、ProE、UG、CAD三維建模軟件建立排氣系統三維幾何模型，并將模型導入專業有限元前處理軟件。

3.根據權利要求1所述的一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：步驟二中采用超彈性模型表征橡膠材料的本構關系，由拉伸實驗得到材料的應力-應變數據，再將實驗數據將輸入Adina有限元分析軟件，擬合出本構模型的材料參數即待定材料常數；劃分橡膠吊耳的有限元網格時采用三維縮減積分雜交實體單元。

4.根據權利要求1所述的一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：步驟三中計算排氣系統自由模態時，對排氣系統不施加任何約束；計算約束模態時，約束排氣系統前端法蘭的六個自由度，約束所有掛鉤與車身側連接點的六個自由度，如果計算頻率值與測試頻率結果的相對誤差大于5％，則需要修正排氣系統有限元模型。

5.根據權利要求1所述的一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：步驟四中先進行預分析，觀察不同極限工況下橡膠吊耳的自接觸即不同限位塊之間或限位塊與吊耳其它部位之間情況，進而建立不同極限工況下的自接觸關系。

6.根據權利要求1所述的一種基于Ogden本構模型的排氣系統包絡面分析方法，其特征在于：步驟四中施加所述極限工況對應的加速度載荷，是將通用公司規定的10種極限工況對應的不同方向的不同大小的重力加速度施加于整個排氣系統。