橡胶材料动刚度的模拟
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大型矿车发动机橡胶悬置静、动态刚度特性研究胡启国;周亨;罗天洪;彭涛;田振勇【摘要】大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义.采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性.研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P213-215,220)【关键词】大型矿车;橡胶悬置;静、动态刚度;显式有限元法【作者】胡启国;周亨;罗天洪;彭涛;田振勇【作者单位】重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆 400074;重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆 400074;重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆 400074;重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆 400074;重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆 400074【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH114摘.:大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义。
采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性。
研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值。
随着矿用自卸车的不断发展,人们对其平顺性和舒适性的要求不断提高,因此矿用自卸车的NVH性能就显得尤为重要,它是衡量平顺性和舒适性的重要指标之一。
路噪中橡胶动刚度仿真:优化汽车行驶体验的一种可能性引言在如今城市生活中,交通噪音成为了我们无法忽视的问题。
特别是在繁忙的城市道路上,汽车引擎声、车轮与路面的摩擦声以及车辆之间的交叉声等形成了嘈杂的路噪。
这种环境不仅给驾驶者带来不适,还对沿途居民的生活质量产生了负面影响。
减少路噪已经成为汽车制造商和研究人员关注的焦点之一。
本文将探讨一种叫做“橡胶动刚度仿真”的技术,它可以用来优化汽车行驶体验。
通过模拟和分析橡胶材料在路面上的振动,该技术可以帮助我们理解路噪的产生机制,并为减少噪音提供有效的解决方案。
1. 背景在了解橡胶动刚度仿真之前,我们首先需要知道动刚度的概念。
动刚度是指材料在受到外部作用力时的变形程度。
在汽车行驶过程中,橡胶作为一种常用的材料,用于缓冲车辆与路面的振动。
橡胶的动刚度直接影响着车辆的舒适性和噪音水平。
2. 橡胶动刚度仿真的原理橡胶动刚度仿真是一种通过计算机模拟的技术,它使用数学方法和物理模型来研究和分析橡胶材料在路面振动中的行为。
该仿真可以准确地预测橡胶的振动特性,从而帮助汽车制造商设计更好的悬挂系统和轮胎,以减少路噪。
该仿真技术主要包括以下几个步骤:1.建立橡胶材料的数学模型:根据橡胶材料的物理特性和振动力学理论,我们可以建立一个数学模型来描述橡胶的动力学行为。
这个模型可以考虑到橡胶的刚度、阻尼及其与路面的接触情况。
2.进行仿真计算:使用计算机对建立的模型进行仿真计算,可以得到橡胶在路面振动中的变形和应力分布。
通过不同参数的改变,我们可以观察到不同条件下的橡胶振动特性,从而为优化汽车设计提供依据。
3.分析和评估结果:根据仿真计算的结果,我们可以分析橡胶振动的频率、振幅和能量分布。
进一步,我们可以评估不同参数和材料对橡胶动刚度的影响,并找到最佳设计方案来减少振动和噪音。
3. 实际应用和前景展望橡胶动刚度仿真的技术在汽车行业中已经得到了广泛应用,并且取得了一定的成果。
该仿真技术可以帮助汽车制造商和设计师更好地理解橡胶材料在路面振动中的性能。
材料科学:橡胶工艺学测试模拟考试 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、名词解释 动刚度 本题答案:试样在一定的振幅(不超过橡胶厚度的5%)和一定的频率交 本题解析:试样在一定的振幅(不超过橡胶厚度的5%)和一定的频率交变的载荷作用下,测得的振动刚度为动刚度 2、问答题 非橡胶成分对橡胶性能的影响。
本题答案:1、蛋白质:NR 中的含氮化合物都属于蛋白质。
本题答案:(1)胶料的快速检查:可塑度、密度、硬度; 本题解析:(1)胶料的快速检查:可塑度、密度、硬度; (2)炭黑分散度的检查; (3)物理机械性能测定; (4)胶料硫化特性的检查。
4、问答题 如何选用橡胶防老剂? 本题答案:(1)橡胶的品种; (2)防老剂的品种; 本题答案:帘布是以合股组成的帘线作经线,用细单纱作纬线组成,帘布 本题解析:帘布是以合股组成的帘线作经线,用细单纱作纬线组成,帘布的主要部分为经线,纬线只起连接经线,使之保持均匀排列的作用。
帘布耐疲劳,广泛用于轮胎和胶带的骨架层,以浸胶为主。
姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------6、问答题硫化胶的性能取决于什么?本题答案:硫化胶的性能取决于三个方面:橡胶本身的结构、交联的密度本题解析:硫化胶的性能取决于三个方面:橡胶本身的结构、交联的密度和交联键的类型。
7、问答题冷喂料压出有什么优点?本题答案:(1)冷喂料压出对压力的敏感性小,尽管机头压力增加或口本题解析:(1)冷喂料压出对压力的敏感性小,尽管机头压力增加或口型阻力增大,但压出速率降低不大;(2)由于不需热炼工序,减少了质量影响因素,从而压出物更加均匀;(3)胶料的热历程短,所以压出温度较高也不易发生早期硫化;(4)应用范围广,灵活性大,可适用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等;(5)冷喂料挤出机的投资和生产费用较低。
.01、减隔震支座的刚度模拟具体问题:根据《公路桥梁抗震细则》(JTGB02-01-2008)中第10.2条中关于减隔震装置的说明,常用的减隔震支座装置分为整体型和分离型两类。
目前常用的整体型减隔震装置有:铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆式减隔震支座;目前常用的分离型减隔震装置有:橡胶支座+金属阻尼器、橡胶支座+摩擦阻尼器、橡胶支座+黏性材料阻尼器。
目前设计人员普遍存在两个误区,其一:抗震分析时一味的考虑用桥墩的塑性能力耗散地震效应,忽略增设减隔震支座的设计思路;其二:由于设计人员对减隔震支座的模拟方式不清楚,造成潜意识里回避减隔震支座的采用。
本文考虑上述两点对《公路桥梁抗震细则》(JTGB02-01-2008)第10.2条中涉及的减隔震支座模拟进行说明。
限于篇幅,本文仅对整体型减隔震装置进行叙述。
解决斱法:1、铅芯橡胶支座①②涉及规范及支座示意图(《公路桥梁铅芯隔震橡胶支座》(JT/T 822-2011))图1.1铅芯橡胶支座示意图铅芯橡胶支座的实际滞回曲线和等价线性化模型. (第1页,共1页).01、减隔震支座的刚度模拟图1.2实际滞回曲线图从实际滞回曲线可以得到3点重要的结论:图1.3等价线性化模型1)2)3) ③铅芯橡胶支座的位移剪力曲线所围面积明显大于较普通的橡胶支座,而且滞回曲线所谓面积反映了支座耗能能力,故间隔震支座(对于本图为铅芯橡胶支座)的本质是通过自身的材料或构造特性提供更有效的耗能机制,耗散地震产生的能量,从而起到减轻地震对结构的破坏程度。
实际滞回曲线一般为梭形,图形成反对称形态。
目前通用的方法是将其等效为图1.2所示的线性化模型。
通过K1 、K2、KE 、Qy四个参数来模拟铅芯橡胶支座的滞回曲线。
等价线性化模型中涉及的四个参数含义如下:K1——弹性刚度:表示初始加载时,结构处于弹性状态是的刚度(力与变形之间的关系)。
K2——屈服刚度:表示屈服之后的刚度。
KE——等效刚度:等效的含义是指如果不考虑加载由弹性到塑性的变化过程,仅考虑屈服后累计位移与力的关系折算出的刚度。
支座短边尺寸l a (mm)
300支座长边尺寸l b (mm)
450支座总厚度t(mm)
74支座橡胶总厚度te(mm)
53抗剪弹性模量G(Mpa)
1.1 5.4.2支座单元局部坐标系Y、Z方向刚度SDy、SDz(KN/m)2801.9加劲钢板短边尺寸l 0a (mm)
290加劲钢板长边尺寸l 0b (mm)
440支座中间单层橡胶片厚度t 1(mm)
8支座形状系数S
10.9支座抗压弹性模量E(Mpa)
708.9支座单元局部坐标系x方向刚度SDz(KN/m)1293314.5短边转动刚度SRy
9699.9长边转动刚度SRx
21824.7Ip
38032000000.0扭转刚度SRx
565.3支座直径d(mm)
250支座总厚度t(mm)
63支座橡胶总厚度te(mm)
45抗剪弹性模量G(Mpa)
1.1 5.4.2
支座单元局部坐标系Y、Z方向刚度SDy、SDz(KN/m)1199.9加劲钢板直径d 0(mm)
240支座中间单层橡胶片厚度t1(mm)
8支座形状系数S
7.5支座抗压弹性模量E(Mpa)
334.1支座单元局部坐标系x方向刚度SDz(KN/m)260338.4Ip
383495190.4转动刚度SRx
6.7Iz/Iy
191747595.2转动刚度SRy\z
1016.9橡胶板式支座 刚度计算
<公路桥梁板式橡胶支座> JTT4-2019
B.3B.2圆形支座矩形支座。
关于橡胶计算值与实验结果误差问题的探讨黄友剑、张亚新、郭红锋、刘建勋1. 株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲,412007摘要:某型橡胶件的有限元静态刚度特性曲线与实验结果存在较大误差。
本文从实验与分析相结合的角度剖析了橡胶件静态刚度与实验结果出现较大偏差的原因,提出了从实验方案、本构模型选择、接触定义三个方面来优化分析的思路。
进一步的分析与实验结果表明:实验条件符合准静态的假定、本构模型包含高应力、体积压缩效应,接触定义符合橡胶真实接触状态,这些措施可使分析结果更加符合实际情况。
而这也为准确分析类似橡胶件的静态刚度曲线提供了一种的思路。
关键词:刚度、偏差、本构模型Discussion on Stiffness Deviation between Test and FEA Huang youjian1, ZhangYaxin1, Guohongfeng1, Liujianxun11, Zhu Zhou Time new material technology Co., Ltd, ZhuZhou, 412007Abstract: Stiffness Deviation between test and FEA for certain type of rubber spring happen. This paper analyzes the cause of deviation; some effective measures including test condition, stress-strain model and contact definition are carried out. The analysis and test show that test condition satisfy static request, FEA model contain high strain and volume compression effect, and real contact definition, thus leading the FEA result to meet practical situation more, thereby providing a novel idea for simulating static stiffness curving.Key words:stiffness, deviation, constitutive model前言用于减振、降躁的橡胶制品,其主要的性能参数有两个(1):1是刚度特征,2是疲劳寿命。
动刚度试验系统
在橡胶制品的动态特性中,其动刚度、损耗因子有着及其重要的地位,本文基于ANSYS提出了利用瞬态动力学分析方法来求解简谐载荷下的响应,进而获得橡胶制品的迟滞回线来计算橡胶制品的动刚度、损耗因子的方法。
通过利用该方法对某型橡胶金属环进行了动态特性分析,计算了其动刚度、损耗因子,从计算结果与试验结果对比表明,该方法是行之有效,可以用于橡胶制品的动态特性分析.
一、用途
动刚度试验系统,主要用于弹性体、橡胶弹性体、减振器等进行动静刚度、阻尼系数、阻尼角等参数的测试和耐疲劳性能试验。
本系统能在正弦波、三角波、方波、梯形波、斜波、用户自定义波形下进行多种试验。
二、设备主要技术指标
1、最大动态试验力:5kN;1kN;15kN
2、动态负荷值波动度:
平均负荷波动度:±0.5%,力传感器准确度: 0.5%
负荷振幅波动度: ±2%
3、位移测量范围:±0.01——50mm;分辨率:0.1%;准确度:0.001mm
4、试验频率:0.01—200Hz
5、作动器行程:±50mm
6、试验波形:正弦波、三角波、方波、斜波、锯齿波及各种组合波,外输入采集波等波形
7、试验软件:适应于WINDOWS98/2000/XP系统平台的试验控制软件,计算机实时显示试验过程中静态负荷、动态负荷、试验频率、疲劳次数。
8、具有智能型超载、断裂、位移保护等安全措施。
9、具有设定多个模块疲劳试验管理功能。
三、使用环境和使用范围
1、使用环境:
用于室内环境温度:室温—40℃
2、使用范围
依用户试样尺寸设计试验夹具,满足橡胶弹性体疲劳试验的要求。
衬套刚度仿真与试验的相关性研究景向策李晓晨长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心河北保定 071000摘要:在整车开发前期对衬套刚度仿真,能够缩短衬套的开发周期,是现在衬套设计发展的趋势。
衬套橡胶材料性能测试是衬套刚度仿真的前提。
通过HperMesh建立衬套有限元模型,利用Abaqus刚度仿真计算,以及与试验刚度的误差对比,进行相关性分析,提高仿真精度,使仿真能够更好的为设计服务。
关键字:衬套;仿真;试验;刚度;HperMesh0前言减震类橡胶部件主要应用于汽车底盘的各种衬套与动力总成悬置,其主要功能为衰减由于路面的激励或输出扭矩波动而导致发动机的振动,控制底盘部件运动与发动机位移。
所以,在整车开发前期,对减震类橡胶进行刚度设计是非常必要的,其刚度特性直接影响整车的操控稳定性、平顺性与舒适性。
目前衬套开发流程周期长,成本高,通过有限元仿真的手段,在衬套开发前期进行刚度仿真,能够缩短开发周期。
本文详细阐述了获取橡胶材料的应力-应变曲线后,橡胶材料仿真模型特性关系建立过程、衬套仿真刚度与试验刚度的对比以及后续工作开展情况。
1 仿真在衬套开发中的应用目前公司衬套开发的基本流程如图1所示,在衬套样件制作后,进行刚度和耐久试验,如不满足相关标准,则更改衬套结构或者尝试不同的材料配方,再次进行刚度和耐久试验,直至满足标准。
应用此流程衬套开发周期长,且不易把握结构刚度与耐久性。
图1 衬套开发基本流程- 1 -通过有限元仿真技术,在衬套结构模型建立后,根据现有橡胶材料配方的不同,对设计衬套结构赋予不同的材料性能进行刚度仿真,得到设计衬套刚度值,并与标杆衬套刚度进行比较,评估出合适的材料,用于指导衬套选材;根据刚度目标或耐久试验标准,发现结构的薄弱点,并进行衬套结构优化,减少重复开发模具和试验次数,缩短衬套开发周期。
所以进行衬套刚度仿真与试验的相关性研究,是十分重要的,它可以提高仿真精度,更好的为设计服务。
扭力梁悬架有限元模态分析中的橡胶衬套动刚度赋值方法扭力梁悬架是一种常用的汽车悬架结构。
在其建模时,需要考虑各种因素,其中橡胶衬套动刚度的赋值方法是一个重要的问题。
橡胶衬套是在悬架结构中起到缓冲、减震和保护金属部件的作用,其特点是具有一定的弹性和阻尼。
在有限元模态分析中,橡胶衬套的动刚度与模态频率密切相关,因此其赋值对模态分析结果有着重要的影响。
橡胶衬套动刚度的赋值方法一般有以下几种:1. 等效法在等效法中,将橡胶衬套看作一个等效的弹簧-阻尼器件,它的动刚度根据实验数据进行确定。
这种方法适用于实验数据比较丰富的情况,可以得到较精确的结果,但是需要进行大量的试验和数据处理,工作量较大,而且可能存在不确定性。
2. 经验法经验法是根据工程经验和规范指导,将橡胶衬套的动刚度赋予一个经验值。
这种方法简单易行,适用范围广,但是精度有限,可能存在误差。
3. 逆推法逆推法是先假定橡胶衬套的动刚度值,然后通过模态分析计算得到的频率与实验值进行对比,逐步调整动刚度值,直到得到与实验值较为接近的结果。
这种方法可以在有限的实验条件下得到较精确的结果,但是需要计算复杂,运算量大。
综合以上几种方法,可以得到一个相对合理的橡胶衬套动刚度赋值结果。
但需要特别注意的是,由于橡胶材料的本身特性和环境影响,其动刚度随时间和温度的变化非常复杂,因此在实际应用中需要进行实时监测和修正。
在进行扭力梁悬架有限元模态分析时,橡胶衬套动刚度赋值的合理性和准确性是关键。
因此,需要针对不同的具体情况,合理选择方法,进行模拟计算和实验验证,从而得到最优的结果。
在选择橡胶衬套动刚度赋值方法时,需要考虑多方面的因素,如橡胶材料的特性、汽车悬架的结构和工作条件、实验条件等。
以下是一些对橡胶衬套动刚度赋值方法的实践经验和建议。
首先,对于不同的橡胶材料,其动刚度的变化规律也不同。
一般来说,硬度越高的橡胶衬套动刚度越大,而阻尼值则与材料本身有关。
因此在进行动刚度赋值时需要考虑材料的硬度、阻尼和温度等因素。
微孔橡胶垫板动静刚度比的试验研究贺春江;张国文;陈梦;毛昆朋;吕博【摘要】T he effect of the amount of sulfur,the type and the amount of carbon black,ethylene conten,the amount of foaming agent and foaming ratio on ratio of dynamic stiffness to static stiffness ( Sd/Ss) of micro-porous rubber pad in Suzhou Subw ay w as studied. It indicated that Sd/Ss decreased gradually w ith the increase of ethylene content,the increase of the amount of sulfur or the decrease of the diameter and amount of carbon black. W ith the increase of amount of foaming agent,Sd/Ss decreased at the beginning and then increased. Also,the releastionship between Sd/Ss and energy loss w as analysized. T he results indicated that there w as a good correlation betw een the loss factor and Sd/Ss. T he latter can be used to measure the internal friction of micro-porous rubber pad.%研究了硫磺用量、炭黑种类及用量、乙烯含量、发泡剂用量及发泡倍率对苏州地铁用微孔橡胶垫板动静刚度比的影响。
动刚度与静刚度静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度,动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度,即引起单位振幅所需要的动态力。
静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量,动刚度则是用结构振动的频率来衡量;如果动作用力变化很慢,即动作用力的频率远小于结构的固有频率时,可以认为动刚度和静刚度基本相同。
否则,动作用力的频率远大于结构的固有频率时,结构变形比较小,动刚度则比较大。
但动作用力的频率与结构的固有频率相近时,有可能出现共振现象,此时动刚度最小,变形最大。
金属件的动刚度与静刚度基本一样,而橡胶件则基本上是不一样的,橡胶件的静刚度一般来说是非线性的,也就是在不同载荷下的静刚度值是不一样的;而金属件是线性的,也就是说基本上是各个载荷下静刚度值都是一样的;橡胶件的动刚度是随频率变化的,基本上是频率越高动刚度越大,在低频时变化较大,到高频是曲线趋于平坦,另外动刚度与振动的幅值也有关系,同一频率下,振动幅值越大,动刚度越小刚度刚度受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。
材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。
各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G(见胡克定律)。
结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外,还同其几何形状、边界条件等因素以及外力的作用形式有关。
分析材料和结构的刚度是工程设计中的一项重要工作。
对于一些须严格限制变形的结构(如机翼、高精度的装配件等),须通过刚度分析来控制变形。
许多结构(如建筑物、机械等)也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。
另外,如弹簧秤、环式测力计等,须通过控制其刚度为某一合理值以确保其特定功能。
在结构力学的位移法分析中,为确定结构的变形和应力,通常也要分析其各部分的刚度。
刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。
零件的刚度(或称刚性)常用单位变形所需的力或力矩来表示,刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类(即材料的弹性模量)。
刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后,会影响机器工作质量的零件尤为重要,如机床的主轴、导轨、丝杠等。
基于ABAQUS的橡胶材料粘弹性特性仿真王永冠1,黄友剑1,卜继玲21.株洲时代新材科技股份有限公司技术中心,株洲,412007.2.西南交通大学机械工程学院,成都,610031摘要:本文通过一个橡胶关节产品的径向载荷作用下材料及产品力学性能的变化为例,研究橡胶材料的粘弹性对其及产品性能的影响。
分析过程充分说明Abaqus是研究橡胶粘弹性能的强有力的有限元分析工具。
关键词:橡胶材料,ABAQUS,粘弹性,滞回曲线1 引言自然界有两类众所周知的材料:弹性固体和粘性流体。
弹性固体具有确定的构形,在静载作用下发生的变形与时间无关;粘性流体没有确定的形状,在外力作用下形变随时间而发展。
而有一些材料常同时具有弹性和粘性两种不同机理的变形,综合体现弹性固体和粘性流体的特性,材料的这种性质称为粘弹性。
这类材料受力后的变形过程是一个延迟过程。
因此,这类材料的应力不仅与当时的应变有关,而且与应变的全部变化过程有关,材料应力应变意义对应的关系已不存在,应以应变关系与时间有关,这类材料称为粘弹性材料[1]。
2 材料粘弹性力学行为物质粘弹性的宏观表象描述,着重于物质的力学行为与时间、频率和温度的相关性。
本节简要阐述物质的粘弹性性能:准静态条件下物体的应力应变随时间而变化的基本现象,即蠕变和应力松弛;谐变作用时粘弹性性能的频率相关性;粘弹性行为的温度依赖性。
本文通过一个橡胶关节产品径向加载下的计算,且考虑橡胶材料的粘弹性属性,来全面系统地研究橡胶产品的各项力学性能。
有限元模型及材料属性定义见图1所示。
图1 橡胶关节的有限元模型及材料属性定义考虑橡胶材料的粘弹性性能,在定义超弹性属性后,还需在材料属性定义中继续添加材料的粘弹性参数或滞回参数。
ABAQUS提供了多种粘弹性或滞回参数的输入方式,最常见的有多项系数拟合、松弛及蠕变的实验数据输入两种方式[2]。
本文采用前者对橡胶材料粘弹性属性进行描述。
同时还可以输入时间温度参数,以描述橡胶材料粘弹性的时温效应[2]。
橡胶材料的动静刚度比一、啥是橡胶材料呢。
橡胶材料可是我们生活中很常见的东西哦。
像汽车的轮胎呀,很多都是橡胶做的。
它软软的,有弹性,能在很多地方发挥大作用。
比如说,我们走路的鞋底有些也是橡胶的,这样走起路来就很舒服,还能防滑呢。
二、刚度是个啥概念。
刚度简单来说就是材料抵抗变形的能力。
你可以想象一下,一个东西如果很容易被压变形,那它的刚度就比较小;要是很难被压变形,刚度就比较大。
就像我们用手去捏一块软泥巴,很轻松就捏出形状了,泥巴的刚度就小。
但是要是捏一块木头,就没那么容易了,木头的刚度就比泥巴大。
三、动刚度和静刚度。
静刚度呢,就是材料在静态载荷下抵抗变形的能力。
比如说,我们慢慢地在一个橡胶块上放一个重物,看它被压下去多少,这个时候体现的就是静刚度。
而动刚度就不一样啦,动刚度是材料在动态载荷下抵抗变形的能力。
啥是动态载荷呢?就像是有个东西一直在振动,然后作用在橡胶材料上,这个时候橡胶材料抵抗这种振动带来的变形的能力就是动刚度。
比如说汽车在行驶的时候,轮胎一直在承受路面传来的各种振动,这时候轮胎橡胶的动刚度就在起作用了。
四、动静刚度比的意义。
这个动静刚度比可重要啦。
如果这个比值比较合适,那橡胶材料在实际使用中就会表现得很好。
比如说在汽车的减震系统里,如果橡胶的动静刚度比不合适,那车子在行驶的时候就会很颠簸。
要是比值比较合适呢,就像给车子穿上了一双合适的鞋子,不管路面是平的还是坑坑洼洼的,都能很平稳地行驶。
对于一些精密仪器来说也是这样,如果橡胶的动静刚度比不对,可能会影响仪器的精度呢。
五、影响动静刚度比的因素。
1. 橡胶的配方。
不同的配方会让橡胶有不同的性能。
比如说,如果在橡胶里加了一些特殊的添加剂,可能就会改变它的刚度。
有的添加剂会让橡胶在静态下更软,但是在动态下却能保持一定的刚度,这样动静刚度比就会发生变化。
2. 橡胶的硫化程度。
硫化是橡胶加工过程中很重要的一个环节。
硫化程度不一样,橡胶的分子结构就不一样。
橡胶材料动刚度的模拟
一、前言
橡胶材料是一种非常重要的材料,广泛应用于汽车、轮胎、管道等领域。
橡胶材料的动刚度对其性能有着至关重要的影响。
因此,研究橡胶材料动刚度的模拟方法具有重要意义。
二、什么是动刚度?
动刚度是指在一定频率下,材料对应变的阻力大小。
它可以反映出材料在振动过程中的能量耗散情况。
对于橡胶材料而言,由于其具有较高的内摩擦和粘弹性,在振动过程中会产生大量的能量耗散,因此其动刚度比静态刚度要小。
三、橡胶材料动刚度模拟方法
1. 有限元法
有限元法是目前应用最广泛的模拟方法之一。
该方法将复杂结构分割成许多小单元,通过计算每个单元内部的力学行为来推导整体结构的力学性质。
对于橡胶材料而言,可以采用三维非线性有限元法来模拟
其动态响应。
2. 能量法
能量法是一种基于能量守恒原理的模拟方法。
该方法将系统的能量转化为某种形式,通过计算能量的变化来推导系统的响应。
对于橡胶材料而言,可以采用能量法来模拟其动刚度。
3. 模型预测控制法
模型预测控制法是一种基于数学模型的控制方法。
该方法通过对系统进行建模,预测系统未来的状态,并根据预测结果进行控制。
对于橡胶材料而言,可以采用模型预测控制法来模拟其动态响应。
四、橡胶材料动刚度模拟应用
1. 汽车领域
在汽车领域中,橡胶材料被广泛应用于轮胎、悬挂系统等部件中。
轮胎是汽车行驶过程中与路面直接接触的部件,其动刚度直接影响着汽车的行驶稳定性和舒适性。
因此,在轮胎设计过程中需要对其动刚度进行准确地模拟和分析。
2. 管道领域
在管道领域中,橡胶材料被广泛应用于管道支撑和减震系统中。
管道支撑是管道系统中的重要部件,其动刚度直接影响着管道的稳定性和安全性。
因此,在管道设计过程中需要对其支撑材料的动刚度进行准确地模拟和分析。
五、结语
橡胶材料动刚度的模拟方法有很多种,不同的方法适用于不同的应用场景。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法进行模拟和分析。
未来,随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展,橡胶材料动刚度的模拟研究将会更加深入和广泛。