橡胶材料本构模型辨识方法改进

根据橡胶材料辨识的数学公式推导,利用MATLAB软件通过最小二乘法拟合建立一种橡胶材料本构模型辨识编程计算方法,并与Abaqus有限元分析软件辨识工具进行对比分析。结果表明,相对Abaqus软件辨识工具,该计算方法使用条件较简单,拟合精度较高,可以满足大多数单轴拉伸试验数据的辨识与仿真需求,证实了利用MATLAB程序进行橡胶材料辨识方法的优越性。     

基于不同本构模型的弹性联轴器刚度特性分析

分别采用Mooney-Rivlin,Odgen和Yeoh橡胶材料本构模型对永磁同步直驱系统用弹性联轴器进行有限元建模和径向刚度仿真计算,并将仿真计算结果与试验结果进行对比。分析得出,采用Mooney-Rivlin和Odgen模型得到的弹性联轴器径向刚度与试验值偏差较大,采用能够模拟大变形的Yeoh模型得到的弹性联轴器径向刚度与试验值偏差较小,Yeoh模型适合用于弹性联轴器及同类产品进行力学性能分析。     

橡胶材料超弹性本构模型选取及参数确定概述

概述橡胶材料超弹性本构模型的选取及参数确定。橡胶材料超弹性本构模型选取取决于材料试验、有限元分析适应性和橡胶制品力学计算精度三方面,模型参数确定方法主要有基于简单材料试验的本构理论计算法、基于完整材料试验的数值拟合法、根据已有橡胶材料特性的识别法和先进材料参数试验法。基于完整材料试验的数值拟合法和先进材料参数试验法是确定橡胶材料超弹性本构模型参数的发展方向。     

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的橡胶材料有限元分析

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型2种橡胶本构模型,建立了硅橡胶、丁腈橡胶和氟橡胶的单轴压缩实验有限元模型,对比了3种橡胶材料的名义应力-应变曲线及模拟仿真。结果表明,Mooney-Rivlin模型适合橡胶的小变形行为,Yeoh模型适合橡胶的大变形行为,且Yeoh模型在橡胶小变形时也具有较好的拟合度。     

橡胶材料的超弹性本构模型建模方法

正授权公告号:CN 105989244B授权公告日:2017年2月15日专利权人:中国人民解放军国防科学技术大学发明人:廖一寰、郝东、李东旭等本发明介绍了一种橡胶材料的超弹性本构模型建模方法。该方法首先提出聚合物分子链体积的影响模型;然后改进八链模型,提出拓扑约束所引起的概率密度函数;其后建立分子链的微观变形与宏观变形的关系,据此推导橡胶材料的应变能密度函数,得到非仿射超弹性本构模型。本发明在建立橡胶材     

橡胶材料的混合高弹性本构模型研究

基于分子统计理论提出了一种适用于橡胶材料的混合高弹本构模型。采用修正Gaussian模型和修正8-链网络模型的非线性组合分别描述Gaussian变形和非Gaussian变形部分;对于微观层面上的分子链密度和宏观层面上的拉伸比,均将其分解为Gaussian变形和非Gaussian变形部分。不同拉伸模式下的应力-应变试验数据与Treloar数据的拟合对比证明了混合本构模型的适用性,且与Gaussian模型、3-链网络模型和8-链网络模型对比,其精确性有明显提高。     

高温老化条件下的硫化天然橡胶本构模型参数

分析研究了橡胶材料老化后的应力-应变性能,并进行了有限元验证试验。通过老化拉伸实验数据,使用两种超弹性本构模型建立有限元模型,分析有限元与试验的拟合度。结果表明,随着老化温度和时间增加,橡胶物理力学性能显著变化,Yeoh模型在描述老化橡胶行为上更优。为橡胶材料老化性能评估提供数值分析方法,对工程应用中性能变化提供理论依据。     

有限变形下的橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文基于唯象学原理提出了一种适用于橡胶材料在有限应变条件下的非线性高弹-粘弹性本构模型,该模型将应力拆分为两部分：第一部分基于Yeoh模型计算得到的高弹性应力;第二部分由Boltzmann叠加原理计算得到的带有率依赖性的粘弹性应力。该本构模型中应变依赖性的高弹性应力通过修正Zener模型中的非线性弹簧表示,时间及应变依赖性的粘弹性应力通过修正Zener模型中的非线性Maxwell模型表示。利用提出的高弹-粘弹性本构模型模拟不同应变条件下的拉伸、回复、应力松弛及多步松弛在内的复杂加载过程,并与实验值对比,结果表现出良好的吻合性,说明该本构模型的合理、可靠。     

基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的超弹性橡胶材料有限元分析

介绍橡胶材料两种常用的应变能密度函数模型--Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型,并解析求得其材料常数.采用ANSYS有限元分析软件,分析比较两种模型的位移和应力云图,验证其适用性,即Mooney-Rivlin模型适合模拟中小变形行为;Yeoh模型适合模拟炭黑填充NR的大变形行为.     

风速对油浸式变压器绕组热点温度影响的研究

在实际工况中,油浸式变压器的散热过程会受到外界自然风变化情况的直接影响.通过Ansys有限元分析法,建立油浸式变压器在不同自然风速下绕组区域温度场与流场的二维流固耦合模型,分析绕组在不同外界自然风速下的热点温度变化,同时搭建变压器温升实验进行直接验证,结果证实了仿真模型的准确性.     

基于Mooney-Rivlin模型的船用密封圈设计及试验验证

基于橡胶试样单轴拉伸试验得到的拉力和变形量等试验数据,利用最小二乘法拟合求得橡胶材料的Mooney-Rivlin模型及Yeoh模型常数。基于有限元方法,用得到的模型常数对试样变形量进行计算并与试验结果对比。结果表明,Mooney-Rivlin模型在小应变和中等应变时可以较好地描述材料的力学行为,Yeoh模型适合模拟大应变时材料的力学行为。利用得到的模型常数计算分析异形密封圈的静态性能,最大变形量计算值与试验值的相对误差为2.74%,表明了所选模型常数的准确性。     

一种三向等刚度橡胶减振器的研制

根据经典隔振理论、橡胶材料本构模型以及应用有限元仿真技术对某卫星惯性设备进行隔振分析,研制一种三向等刚度橡胶减振器。结果表明,橡胶减振器采用宽温域高阻尼硅橡胶材料与金属材料复合制备,在三向振动频率为(75±5) Hz以及冲击环境下,安装橡胶减振器设备的振动响应量值由19g(g为重力加速度)降至7.7g,冲击量值由8 000g降至500g,满足惯性设备的减振需求。     

特高压单柱并联电抗器用宽阻尼温域耐油氟橡胶 胶料的配方设计及性能研究

为获得满足特高压单柱并联电抗器苛刻耐油性能和宽阻尼温域等的胶料,进行了氟橡胶胶料的配方设计及其性能研究,通过调整硫化体系、吸酸剂、填料体系来提高氟橡胶胶料的硫化特性、物理性能、热稳定性能和阻尼性能。结果表明：双酚AF作为硫化剂用于氟橡胶胶料,其用量为2.4份时胶料综合性能最好;氢氧化钙作为吸酸剂对氟橡胶胶料的硫化程度和不饱和键含量均有较大影响,其最佳用量为9份;硫酸钡/碳化硅并用对减小氟橡胶硫化胶的压缩永久变形作用明显,硫酸钡在一定程度上可屏蔽吸酸剂,因此其应用需适当增大吸酸剂用量;本研究氟橡胶硫化胶可耐400℃以上的高温,阻尼温域范围为-25～70℃,能够满足特高压单柱并联电抗器在使用工况下对热稳定性和阻尼温域的要求。     

发泡硅橡胶本构模型与力学性能的研究

基于Neo-Hookean与Yoeh超弹性材料本构模型和发泡硅橡胶细观结构,将发泡硅橡胶的孔隙率作为参数引入应变能密度函数和本构方程中,建立了发泡硅橡胶力学性能预测模型,同时采用有限元分析和试验方法,对发泡硅橡胶单轴压缩和简单剪切两种工况下的力学性能进行研究。通过比较理论模型、有限元模拟和试验结果,发现采用基于发泡硅橡胶细观结构建立的理论模型可以有效地描述发泡硅橡胶力学性能。试验研究了加载速率和环境温度对发泡硅橡胶力学性能的影响,为发泡硅橡胶的应用提供依据。     

新型橡胶柔性齿轮的制备及其结构和性能分析

制备一种新型橡胶柔性齿轮并通过有限元技术对其丁腈橡胶（HNBR）阻尼环结构进行设计,确定HNBR阻尼环外径为52 mm时其内径为46 mm最佳。对新型橡胶柔性齿轮进行模态有限元分析,得到新型橡胶柔性齿轮的模态特性,证明新型橡胶柔性齿轮能够更好地避免共振现象。通过模态试验,研究不同温度下新型橡胶柔性齿轮的固有频率变化,得出新型橡胶柔性齿轮的1阶固有频率随着温度的升高而减小的结论。本工作为新型柔性齿轮动力学性能的研究奠定了基础。     

橡胶等双轴拉伸十字形试样的设计与有限元分析

通过Abaqus有限元分析软件建立了橡胶十字形试样等双轴拉伸数值模型,并进行模拟分析。结果表明:十字形试样中心测试区的变形状态受试样形状的影响,只有试样中心点可以表现出理想的等双轴变形状态;在试样中心测试区标记位置相同的情况下,A型试样的名义应力-拉伸比关系曲线与Ogden本构模型理论曲线几乎重合;相比于其他十字形试样,A型试样中心测试区的应力和应变分布最均匀,整体应变水平较高且最接近理想的等双轴变形状态。     

海洋油田用充油补偿皮囊组件的结构优化设计

介绍海洋油田用充油补偿皮囊组件的结构优化设计（以氟橡胶胶料作为补偿皮囊胶料）,并对优化设计后的充油补偿皮囊组件进行有限元仿真分析和实际使用验证。结果表明：充油补偿皮囊组件的结构优化实现了补偿皮囊与金属基体的一体化结构设计;优化设计后充油补偿皮囊组件的最大应力减小,在抽真空和高温（175 ℃）注油条件下使用状态良好,满足实际使用要求。该一体化结构设计思路可为目前同类型组件的结构化设计提供指导。     

往复运动密封装置中O形橡胶密封圈的滑动摩擦力有限元分析

基于非线性接触理论,对航空发动机往复运动密封装置中O形橡胶密封圈的滑动摩擦力进行有限元仿真分析,研究压缩率和温度对O形橡胶密封圈滑动摩擦力的影响,并对两种滑动摩擦力理论算法的适用性进行分析。结果表明:随着压缩率的增大,O形橡胶密封圈的滑动摩擦力呈非线性增大趋势;仅考虑橡胶热膨胀时,O形橡胶密封圈的滑动摩擦力对温度的变化不敏感;在两种O形橡胶密封圈的滑动摩擦力理论算法中,Lindley算法计算结果整体偏小,经验公式计算结果在较大压缩率范围内与有限元分析结果接近。     

有限元分析中橡胶应变能函数的若干形式

介绍在有限元分析中描述橡胶力学性能常用的应变能函数。以应变不变量表示的应变能函数,较常用的有Ｒｉｖｌｉｎ 模型、ｎｅｏＨｏｏｋｅａｎ 模型、ＭｏｏｎｅｙＲｉｖｌｉｎ 模型、ＧｅｎｔＴｈｏｍａｓ 模型、ＮｉｃｈｏｌｓｏｎＮｅｌｓｏｎ 模型等;以伸张率表示的应变能函数常用的有ＶａｌａｎｉｓＬａｎｄｅｌ 模型、ＰｅｎｇＬａｎｄｅｌ 模型和Ｔｏｂｉｓｃｈ 模型、Ｏｇｄｅｎ 模型等。这些模型各有其特点和适用性。