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随机振动条件下的橡胶衬套疲劳寿命预测吴赵佳;侯永平;张建文【摘要】本文通过试验与有限元仿真相结合的方法,以等效最大主应变作为疲劳损伤参量建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型,采用Van Der Waals本构方程模拟橡胶材料的力学性能,在准确拟合橡胶衬套刚度特性的基础上,对其在实际道路随机振动条件下的寿命进行了预测.试验结果表明,该方法能够准确地预测出橡胶衬套在多轴载荷作用下的疲劳寿命.%In this research,the model was established to predict the fatigue life of rubber material through test and finite element simulation,with the equivalent maximum principal strain as fatigue damage parameter.Van Der Waals constitutive equation was adopted to simulate the mechanical properties of rubber material,and the fatigue life was predicted under the road condition and random vibration with the accurate fitting rubber bushing stiffness characteristics.In comparison with the test,this method can accurately predict the fatigue life of the rubber bushing under multiaxial loading.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】橡胶衬套;寿命预测;道路试验;等效最大主应变【作者】吴赵佳;侯永平;张建文【作者单位】同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海机动车检测认证技术研究中心有限公司,上海201805【正文语种】中文【中图分类】U467.4+97随着汽车工业的发展，人们越来越注重汽车的NVH性能及其舒适性。
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 FEAHuang 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。
悬架舒适性橡胶衬套静-动态特性研究雷刚;张泽俊【摘要】By taking a comfort rubber bushings used on Macpherson Suspension control arms as the reaearch ob -ject, Yeoh model is selected, based on a strain energy density function of superelasticity constitutive theory and ex-perimental data ,to describe rubber bushings static characteristics .And a hyper-viscoelastic constitutive model is put forward,by superposing general Maxwell model and superelasticity constitutive model ,to describe rubber bushings dynamic characteristics .The static and dynamic characteristic experimental data of rubber bushings was obtained by experiments .In order to get High precision hyper and viscoelastic constitutive parameters matching rubber bush -ings, using Adaptive Response Surface Method ( ARSM) Integrated in HyperStudy and calling ABAQUS solver to Optimize the parameters ,and setting the difference between simulation curve and experimental curve as optimization goal .Using optimized parameters and finite element analysis technology to restructure static and dynamic character -istic of the rubber bushings .%以某车麦弗逊前悬架控制臂舒适性橡胶衬套为对象，依据超弹性本构理论的应变能密度函数与已有的橡胶材料基础试验数据，确定Yeoh本构为该衬套超弹性本构模型来描述衬套静态特性；并采用广义Maxwell模型与已有超弹性本构模型叠加方法，提出了超-黏弹性本构模型来描述衬套动态特性；进行衬套静、动态结构试验并获取衬套轴向与径向部分静、动态特性试验信息，将仿真曲线与试验曲线的一致性作为优化目标，利用HyperStudy集成优化算法—自适应响应面法（ ARSM）并调用ABAQUS求解器对衬套超弹性与黏弹性材料本构系数进行识别优化，以获取匹配该衬套特性精度较高的超弹性与黏弹性本构参数。
一种新型橡胶衬套理论模型及其参数识别左曙光;李凯;吴旭东;郭学良;李程祎【摘要】为了研究常用减振元件---橡胶衬套在减振方面的性能，建立了一种能准确描述其动态特性的理论模型。
通过试验得到了橡胶衬套轴向的静、动态特性，对其频率相关性和振幅相关性进行了分析。
首先，提出一种基于弹性单元、摩擦单元和若干个黏弹单元叠加的新型橡胶衬套模型；然后，根据试验结果进行参数识别；最后，通过比较得知，不同频率下衬套的动刚度和阻尼系数的仿真结果与试验结果规律一致，且最大误差分别只有5．99％和7．73％，满足工程应用的精度要求。
【期刊名称】《振动、测试与诊断》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P433-438)【关键词】橡胶衬套;参数识别;动态特性;理论模型【作者】左曙光;李凯;吴旭东;郭学良;李程祎【作者单位】同济大学新能源汽车工程中心上海，201804;同济大学新能源汽车工程中心上海，201804;同济大学新能源汽车工程中心上海，201804;同济大学新能源汽车工程中心上海，201804;同济大学新能源汽车工程中心上海，201804【正文语种】中文【中图分类】TH145.4;TB302引言橡胶材料作为一种常用的工程减振材料，广泛应用于汽车各种减振系统中，如悬架衬套、发动机和变速箱悬置、排气系统吊耳等［1］。
橡胶元件作为隔振元件，其动态性能对系统的振动控制和隔振设计起主要作用。
目前，国内外对橡胶元件的研究中，静态特性的研究较多而且已经比较成熟，但对其动态特性的研究还不全面，原因是橡胶减振元件动态特性复杂，随频率、振幅而变化，具有非常强的非线性。
针对橡胶材料动态特性，国内外学者提出了多种材料本构模型。
复常数模量模型［2］简单根据应力－应变滞回曲线确定材料的复常数模量，其基本特征是非频变，与实际材料黏弹模量的频变特性并不相符。
Kelvin－Voigt模型［3］由一线性弹簧和一阻尼器并联，能够明显地表现出材料的频率相关性，但在高频时高估了阻尼的贡献。
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。
橡胶衬套动刚度理论模型分析及验证作者：郭守峰何超汤胜强来源：《时代汽车》2024年第12期摘要：为了研究橡胶衬套的动态刚度特性，使用了Berg橡胶衬套模型，并结合橡胶衬套的摩擦效应，建立了具有摩擦特性的Adams/Car多体动力学模型。
通过实验确定了包含摩擦特性的橡胶衬套模型的关键参数，并将其用于多体动力学模型。
同时在Adams/Template中建立六分力模型，描述橡胶衬套在不同方向上的力学特性，验证动刚度橡胶衬套模型动态力学特性的多体动力学整车模型的精确性。
结果表明：动刚度橡胶衬套模型结果更贴近实验，多体动力学模型比Kelvin-Voigt 模型更精确；同样，当考虑对橡胶衬套进行预加载时，动态刚度橡胶衬套模型的多体动力学模型与实验的一致性更好。
关键词：橡胶衬套 Kelvin-Voigt Berg橡胶衬套模型摩擦特性多体动力学模型1 前言汽车底盘悬架系统包含许多橡胶衬套和其他弹性元件，它们在提高汽车的平顺性、操纵稳定性、有效隔离路面不平整激发的振动噪声等方面发挥着重要作用。
因此，在进行汽车底盘系统开发设计过程中，需要充分考虑橡胶弹性元件的力学特性，以确保汽车行驶平顺性和操纵稳定性，保证汽车行驶安全性和乘坐舒适性，并尽可能降低汽车行驶时室内噪声与振动。
曾国荣[1]等以某车型摆臂橡胶衬套为研究对象，结合实验结果并利用非线性有限元软件建立了精准的摆臂橡胶衬套有限元模型。
杨权[2]对多连杆后悬架纵臂衬套进行研究，设计并验证了衬套的线性段结构、静刚度、动刚度及阻尼角等对整车后排乘适性的影响，为悬架衬套设计提供了设计建议和选择原则。
本文以某SUV汽车为研究对象，结合橡胶衬套的动刚度理论，建立Adams多体动力学模型。
同時，根据橡胶衬套的实验数据，确定衬套动刚度理论模型的关键参数，并在Adams/Template 中建立六分力模型，建立多体动力学模型，从而研究动刚度橡胶衬套模型和橡胶衬套动刚度模型与实测衬套的一致性。
0引言机械零件大多数的破坏是由疲劳引起的，根据疲劳损伤机理进行零部件疲劳寿命的分析预测是工程师们面临的一项重要课题。
目前机械零件疲劳寿命分析预测方法主要有名义应力法、应力场强法、临界距离法等。
崔泗鹏等［1］在进行振动载荷下连接件疲劳寿命分析计算时使用了名义应力法，并综合考虑连接件孔边的应力均方根集中程度、孔表面状况和填充系数的影响。
该方法在疲劳寿命计算中用到的关键参数缺口系数为估算值，并且孔的填充系数为经验值，而孔的变化对填充系数影响较大。
李玉春等［2］针对缺口件运用应力场强法进行构件的多轴疲劳下的寿命预测，综合考虑了缺口效应、尺寸效应、不同加载方式及多轴效应的影响。
该方法考虑影响因素较多，在进行计算时所需参数较多，计算复杂。
辛朋朋等［3］针收稿日期：2017－06－19基于虚拟迭代及有限元理论的某中型货车驾驶室疲劳寿命研究刘俊1刘亚军1张少辉1杨建森2董强强21.合肥工业大学汽车与交通工程学院，合肥，2300092.中国汽车技术研究中心汽车工程研究院，天津，300300摘要：以某中型货车的驾驶室为研究对象，通过整车典型强化路面试验测量得到驾驶室悬置位置及车架上相应位置的加速度响应信号，并基于K&C 试验台和MTS 试验台分别测量得到驾驶室质心、转动惯量和衬套刚度阻尼等参数。
采用ADAMS 建立驾驶室和车架的刚柔耦合多体动力学模型；采用Fem⁃b 软件使用虚拟迭代的方法计算驾驶室悬置处和翻转机构处的载荷谱；最后运用Miner 线性疲劳累积损伤理论在疲劳仿真软件nCode 中进行疲劳分析。
通过台架试验验证了疲劳仿真的结果，并通过结构尺寸参数的重新设计使驾驶室前围板的疲劳寿命满足了设计要求。
关键词：惯性释放；刚柔耦合多体模型；虚拟迭代；疲劳分析；参数重设计中图分类号：U463.81DOI ：10.3969/j.issn.1004⁃132X.2018.13.012开放科学(资源服务)标识码(OSID)：Fatigue Analysis of a Medium Truck Cab Based on Virtual Iteration andFinite Element TheoryLIU Jun 1LIU Yajun 1ZHANG Shaohui 1YANG Jiansen 2DONG Qiangqiang 21.Institute of Automobile and Traffic Engineering ，Hefei University of Technology ，Hefei ，2300092.Automotive Engineering Research Institute ，China Automotive Technology and Research Center ，Tianjin ，300300Abstract ：Taking the cab of a medium truck as the research object ，the acceleration response signals of the cab mounting positions and the corresponding positions on the frame were obtained through the typical reinforced road tests.The center of mass ，moment of inertia of the cab and stiffness and damping of the bushing were measured based on the K&C test bench and the MTS test rig.The rigid⁃flexible cou⁃pling multi ⁃body dynamics model of the cab and frame was established in ADAMS software.The load spectrums of the cab suspension and flipping mechanisms were calculated by the method of virtual itera⁃tion in b software.Finally ，fatigue analysis was carried out in the fatigue simulation software nCode with the Miner linear ⁃cumulation fatigue damage theory.The results of fatigue simulation were validated by bench tests and the fatigue life of cab front panel was satisfied by redesign of the structural parameters.Key words ：inertial release ；rigid ⁃flexible coupledmulti⁃body model ；virtual iteration ；fatigue anal⁃ysis ；parameter redesign··1588对TC4合金缺口试样运用临界距离法进行疲劳寿命的分析预测，指出临界距离法分析结果精度的提高需同时考虑临界距离与疲劳寿命、载荷比以及应力集中系数等因素的相关性。
