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橡胶支座有限元计算橡胶支座是一种常用的结构减震装置，广泛应用于桥梁、建筑物和机械设备等领域。
为了评估橡胶支座在实际工程中的性能，有限元分析是一种常用的方法。
本文将介绍橡胶支座有限元计算的基本原理和步骤，并探讨其在工程中的应用。
橡胶支座是一种由橡胶材料制成的弹性元件，具有良好的减震和隔振效果。
在工程中，它被用于减少结构受力并降低震动传递。
橡胶支座的设计和选型需要考虑多个因素，包括荷载条件、结构要求和橡胶材料的特性等。
有限元分析是一种基于数值计算的方法，可以模拟和分析复杂结构的力学行为。
在橡胶支座的有限元计算中，首先需要建立几何模型。
可以使用专业的有限元软件，如ANSYS或ABAQUS等，通过建立节点、单元和边界条件来描述橡胶支座的几何形状和材料性质。
接下来，需要定义橡胶材料的本构模型。
橡胶材料具有非线性的力学特性，其本构模型可以使用合适的材料模型来描述。
常用的橡胶材料模型有线性弹性模型、非线性弹性模型和超弹性模型等。
在有限元计算中，还需要确定橡胶支座的边界条件。
边界条件包括约束条件和加载条件。
约束条件可以限制橡胶支座的运动自由度，加载条件可以模拟实际工况下的荷载作用。
根据实际情况，可以选择静态加载、动态加载或多次加载等。
完成模型的建立和边界条件的定义后，可以进行有限元计算。
有限元计算可以求解橡胶支座在加载条件下的应力、变形和位移等参数。
通过分析计算结果，可以评估橡胶支座的性能是否满足设计要求，进而优化设计方案。
橡胶支座有限元计算在工程中具有广泛的应用。
例如，在桥梁工程中，可以通过有限元分析评估橡胶支座的减震效果，优化支座的布置和参数，提高桥梁的抗震能力。
在建筑物工程中，可以通过有限元计算分析橡胶支座的变形和位移，评估其对结构的影响，确保结构的安全性。
除了在新建工程中的应用，橡胶支座有限元计算还可以用于现有结构的评估和改造。
通过有限元分析，可以检测结构是否存在问题，如变形过大或应力集中等，为结构的加固和修复提供依据。
圆球与橡胶垫接触的有限元分析一、问题描述分别模拟钢球以及橡胶球在以=0.95F N 的垂向载荷挤压硅橡胶（PDMS ）垫时的变形情况。
钢球直径1=12.7mm Φ，硅橡胶圆盘直径2=50mm Φ，厚度d=5mm .已知硅橡胶杨氏模量 1.0363E MPa =，泊松比0.499σ=，为超弹性材料。
分别模拟小球为刚性材料和为橡胶材料时两种情况下硅橡胶垫的变形情况。
二、有限元分析由于橡胶本构关系的非线性化，以及橡胶制品在应用时的大变形、接触非线性边界条件使其工程模拟变的非常困难。
模拟的准确性与采用的本构关系模型以及模型中材料常数测试的准确性有密切关系。
本次分析以橡胶中常用的Mooney-Rivlin 材料作为橡胶的本构模型。
1、 材料参数的确定Mooney-Rivlin 模型的基本理论不赘述，通过查阅相关文献得知Mooney-Rivlin 模型中材料常数与材料弹性模量有如下关系：10016()E C C =+并且有经验公式：01100.25C C =可以计算Mooney-Rivlin 模型中材料常数1001138173,34543C C ==，用于有限元分析中定义材料。
2、 钢球与硅橡胶盘接触由于钢球与硅橡胶接触时钢球变形可以忽略，可以把钢球看做刚体（Rigid body ），建有限元模型如下：图1 刚性球接触时的有限元模型分析结果如下：图2 刚性球接触时圆盘变形云图最大变形为图中红色部分，为42.82100.282y m mm-∆=⨯=3、橡胶球与硅橡胶圆盘接触将球划分网格，并定义为可变性体（Deformable body）有限元模型如下：图3 橡胶球与硅橡胶圆盘接触时的有限元模型将球看做可变性体，与圆盘赋相同的材料进行分析，圆盘变形云图如下：图4 橡胶球接触时圆盘变形云图最大变形为图中红色部分，为41.62100.162z m mm -∆=⨯=。
研究开发弹性体,20100825,20(4):34~38CH INAELASTOMERICS收稿日期63作者简介韩智慧(),女,山东省岛人,硕士,主要研究方向为减震系统及橡胶减震件的开发。
有限元在车辆橡胶元件中的应用韩智慧,万里翔,何宇林,曾力(西南交通大学机械学院,四川成都610031)摘要:分别利用闭型方程式与有限元对粘合圆柱橡胶块进行刚度分析对比;利用有限元与试验对3种不同汽车橡胶减震件进行分析对比,体现了有限元法在此设计领域中的可行性与优越性。
关键词:有限元;橡胶元件;刚度中图分类号:TQ 336.4+2文献标识码:A文章编号:10053174(2010)04003405橡胶减震件在汽车上应用非常广泛而且其品种繁多,例如各种衬套、发动机悬置,推力杆橡胶关节等等,但是由于橡胶材料的超强非线性及元件的复杂结构,若仅仅使用有限几个闭型分析方程式是满足不了设计要求的。
随着非线性有限元分析软件的不断发展与日臻完善,其已经可以在汽车橡胶减震元件中得到广泛的应用,成为工程技术人员解决设计分析工作的有效途径。
1粘合圆柱橡胶块的刚度分析对一种结构十分简单而且经典的结构粘合圆柱形橡胶块(结构如图1),通过闭型方程式与有限元的计算对其刚度进行分析并对结果进行比较。
图1粘合圆柱形橡胶块三维模型1.1利用闭型方程式求解1.1.1本构方程橡胶类各向同性不可压缩超弹性材料,文献[1]得其本构方程:e=-P +2W I 1B-W I 2B -1式中:I 1、I 2为Cauch Green 左张量B 的前2个基本不变量,e为高氏应力张量,角标e 表示弹性分析;W(I 1、I 2)是未变形物体单位体积的应变能密度。
本研究中W 的形式为:W =C 10(I 1-3)+C 01(I 2-3)+C 11(I 1-3)(I 2-3)+C 20(I 1-3)2+C 30(I 1-3)3式中由5个常量组成的集合{C 10,C 01,C 11,C 20,C 30}是材料的特性参数,这些特性参数的数值是从单轴和多轴应力松弛数据中得到的,本研究中C 10=100.8kPa,C 01=161.2kPa,C 11=1.338kPa,C 20=0.6206kPa,C 30= 6.206kPa 。
第三章汽车橡胶减振元件弹性特性的有限元分析3.1前言作为一种工程材料，橡胶具有良好的弹性，在负载结构支承、弹簧、密封件、减振衬套、法兰接头及轮胎等领域得到广泛应用。
现代汽车上应用的橡胶元件达600种之多，它们起着各种不同的作用，对其性能的要求也不相同。
对于起减振作用的橡胶元件，主要对其静、动刚度有一定的要求，以保证其承载和减振性能。
汽车上广泛使用的橡胶减振部件有轮胎、发动机支承、车身支承、悬架的橡胶衬套、传动轴支承以及排气管支承等，它们的静、动态力学特性对汽车的操纵稳定性、平顺性和耐久性具有十分重要的影响。
对这些具有高性能和高可靠性要求的橡胶部件，在设计开发阶段应对其进行详细的力学分析。
对于橡胶隔振器，当其为规则的形状时，可利用有关公式［38,39］计算其静刚度。
橡胶的性能非常复杂，不能像金属那样用相当少的几个参数（如弹性模量和泊松比）就可以描述。
就材料特性和几何特性来说，橡胶是非线性的。
橡胶的力学性能对温度、环境、应变历史、加载速率和应变率的影响较敏感，生产工艺和添加剂（如添加炭黑的多少和种类）对橡胶的力学性能也有重要影响［40］。
为描述橡胶的力学性能（特别是弹性性能）,曾经提出过许多理论模型，但是除几种几何形状和最简单承载的情况外，现有模型的解析解也十分复杂。
因此，在早期的橡胶产品的开发中，大多采用反复试验修正的方法。
自70年代中后期以来，由于计算机的飞速发展和普及，以及橡胶本构关系研究的进展，特别是有处理超弹性体材料能力的有限元分析程序（如ABAQUS ［41］、MARK ［42］、ADINA ［43］等）的出现，为工程应用中进一步研究、认识、理解和优选橡胶类材料提供了有效的方法。
目前对橡胶元件的有限元分析，主要在其静力学特性的分析和优化上［44-49］O本章论述了建立橡胶超弹性特性本构关系时实验数据的获取方法，并对利用不同橡胶本构模型时拟合得到的实验数据进行了分析。
讨论了在进行橡胶有限元分析时单元的1选取原则。
第32卷第1期2011年2月 青岛科技大学学报(自然科学版)Journal of Qingdao University of Science and Technology (Natural Science Edition )Vol.32No.1Feb.2011 文章编号:167226987(2011)0120072204隔震橡胶块两种模型的有限元比较分析朱 武,李 超(湖南大学机械与运载工程学院;汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082)摘 要:在分析了橡胶材料的弹性理论模型与Mooney 2Rivlin 本构模型的基础上,针对隔震橡胶块变形的特点,利用ANS YS 有限元程序分别建立2种理论的有限元模型,探讨了不同的材料理论模型对隔震橡胶块纵向加载时性能特性的模拟。
研究结果表明,2种模型在小变形范围内与已有实验结果符合良好,但相比较而言,Mooney 2Rivlin 模型具有更高精度。
关键词:隔震;橡胶;本构模型;有限元中图分类号:T H 145.4+1 文献标志码:AComparative Analysis of Two Types of IsolatingRubber Block B ased on Finite Element MethodZHU Wu ,L I Chao(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body ,College of Mechanical and Vehicle Engineering ,Hunan University ,Changsha 410082,China )Abstract :The elastic model and Mooney 2Rivlin constit utive model of rubber material were analyzed.According to t he deformation characteristics of isolating rubber block ,it s FEM models were built by using ANS YS software and t he performance characteris 2tics of different t heoretical models were simulated when isolating rubber block was load 2ed along t he vertival.The result s show t hat t he two models had a good agreement wit h t he experimental result s in t he range of small deformation ,but t he Moo ney 2Rivlin model had a better accuracy.K ey w ords :isolation ;rubber ;constit utive model ;FEM收稿日期:2009212216作者简介:朱 武(1986—),男,硕士研究生. 隔震橡胶块具有良好的隔震减震性能,使用范围广,维护保养方便等优点,因而在建筑物隔震中具有独特优势。
第47卷 第9期·56·CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)橡塑技术与装备（橡胶）作者简介：聂振学 (1986-)，男，本科，中级工程师，主要从事橡胶衬套类产品的研发工作。
收稿日期：2021-03-02橡胶衬套作为汽车上极为重要的承载结构原件，对汽车悬架的运动学特性、使用寿命以及汽车整体性能都有着十分重要的影响，要想对这些方面的特性进行精确的分析就必须要对橡胶衬套的力学性能进行深入的分析研究。
橡胶衬套的力学性能包含很多方面，其中橡胶衬套的静刚度是汽车悬架设计的基本参数，其静刚度对于汽车的行驶过程也有着重要的影响。
当汽车承受比较平缓的载荷时，橡胶衬套所产生的相对恒定的刚度就会保证汽车的平稳行驶。
反之，在汽车承受了比较大的冲击载荷时，橡胶衬套变刚度特性会相应的产生较大的刚度，由此来防止汽车出现异常行驶的情况。
静刚度作为橡胶衬套的静态力学性能，对于橡胶衬套的研究有着很大的帮助，本文中即针对橡胶衬套的静刚度，通过有限元的仿真分析以及相关试验结果的对比来较为准确的计算橡胶衬套的刚度值[1]。
1 橡胶衬套试验样件弹性有限元分析对于橡胶衬套的刚度特性分析涉及很多方面，其分析的准确性受到橡胶衬套试样材料的选取、计算方法的选择等诸多方面影响。
常见橡胶衬套所用橡胶以天然橡胶为主，在进行分析之前，一般首先对橡胶材料性能进行测试。
首先对橡胶材料进行拉伸试验，进行拉伸的过程中使用到了拉力试验机，为了保证拉伸试验的准确性，会同时使用夹持器以及引伸计，由此橡胶衬套静刚度有限元分析与测试技术的应用现状聂振学(青岛科技大学 高分子科学与工程学院，山东 青岛 266042)摘要：当前我国国民经济飞速发展，随着人们对于出行要求的不断提高，汽车的数量也在快速增加。
橡胶衬套广泛应用于汽车悬架，其能够很好的起到减震的作用，也能够大大提高汽车悬架的使用寿命。
