[發明專利]一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法

在審

• 申請號: 202011521839.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112507595A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李旻;劉文帥;上官文斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 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

1.一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立橡膠隔振器的幾何模型；

S2、對橡膠隔振器的橡膠部分進行網格劃分；

S3、采用超彈-非線性粘彈性疊加本構模型，即超彈性本構模型和非線性粘彈性本構模型的疊加模型，采用本構模型參數識別方法完成材料屬性設置；

S4、對橡膠隔振器金屬外管的所有結點的六個自由度進行約束，保證金屬外管的所有結點不會發生運動；將橡膠隔振器金屬內管的所有結點關聯至橡膠隔振器的中心結點，對該中心結點施加沿著大小恒定的力，完成邊界條件設置；

S5、結果后處理：記錄橡膠隔振器中心結點位移隨著時間的變化情況，得到中心結點的蠕變量曲線，根據橡膠隔振器中心結點的蠕變量曲線來評估橡膠隔振器的蠕變特性性能。

2.根據權利要求1所述的一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，步驟S1中，使用三維建模軟件UG建立橡膠隔振器的幾何模型。

3.根據權利要求1所述的一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，步驟S2中，為提高有限元計算精度，選擇六面體網格，網格尺寸控制在2mm以內。

4.根據權利要求1所述的一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，步驟S3中，所述超彈性本構模型選擇Mooney-Rivlin模型，其應變勢能函數的表達式為：

其中C₁₀和C₀₁是描述材料剪切特性的參數；D₁是描述材料壓縮特性的參數；J^el是彈性體積比；是第一階應變不變量；是第二階應變不變量。

5.根據權利要求1所述的一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，步驟S3中，所述非線性粘彈性本構模型關于蠕變應變速率的表達式為：

其中A、m、n是描述材料蠕變特性的材料參數；是蠕變應變率；ε是蠕變應變；q是Kirchhoff應力。

6.根據權利要求1所述的一種橡膠隔振器蠕變特性性能的預測方法，其特征在于，步驟S3中，所述本構模型參數識別方法具體如下：

對于超彈性本構模型中的本構參數，通過對橡膠試樣進行單軸向拉伸、等雙軸拉伸和平面剪切測試，對應力應變數據進行處理，通過最小二乘法擬合得到超彈性本構模型的本構參數，得到的參數用于非線性粘彈性本構模型的參數識別；

對于非線性粘彈性本構模型的本構參數，首先對橡膠試片進行不同載荷的剪切蠕變試驗，基于試驗結果識別出橡膠在某一載荷下采用廣義Maxwell模型的材料參數；然后通過廣義Maxwell模型的材料參數轉化得到非線性粘彈性本構模型本構參數的初始值；將非線性粘彈性本構模型本構參數的初始值帶入Isight聯合Abaqus進行參數識別，反復迭代直至識別出本構模型參數；識別出本構模型參數后，通過修改有限元軟件Abaqus中的inp文件的方式完成對超彈-非線性粘彈性疊加本構模型參數的設置。