[发明专利]一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法

权利要求书

1.一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：

步骤一、建立排气系统三维几何模型；

步骤二、采用Ogden超弹性模型表征橡胶材料的本构关系，由实验数据拟合得到Ogden超弹性本构模型的参数；划分橡胶吊耳的有限元网格，以及排气系统有限元网格，建立有限元模型；Ogden本构模型的应变能密度函数描述如下：

式中，α_i和μ_i为待定材料常数，D_i表征材料的可压缩性系数，J为弹性体积比，λ₁，λ₂，λ₃为3个主伸长比，N为多项式W的阶数，i＝1,…,；

步骤三、施加边界条件，计算排气系统自由模态和约束模态，与实验结果对比并修正有限元模型；

步骤四、基于美国通用公司10种极限工况，建立排气系统中的橡胶吊耳在不同极限工况下的接触关系；

步骤五、根据排气系统模态分析情况施加边界条件，施加所述极限工况对应的加速度载荷，分析排气系统的非线性运动包络面，并与将橡胶吊耳简化为线性弹簧的传统建模方法得到的分析结果进行对比分析；

步骤六、采用有限元后处理软件提取排气系统关注点的三向位移，并与限值对比，进行结果可视化。

2.根据权利要求1所述的一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：步骤一中采用CATIA、ProE、UG、CAD三维建模软件建立排气系统三维几何模型，并将模型导入专业有限元前处理软件。

3.根据权利要求1所述的一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：步骤二中采用超弹性模型表征橡胶材料的本构关系，由拉伸实验得到材料的应力-应变数据，再将实验数据将输入Adina有限元分析软件，拟合出本构模型的材料参数即待定材料常数；划分橡胶吊耳的有限元网格时采用三维缩减积分杂交实体单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：步骤三中计算排气系统自由模态时，对排气系统不施加任何约束；计算约束模态时，约束排气系统前端法兰的六个自由度，约束所有挂钩与车身侧连接点的六个自由度，如果计算频率值与测试频率结果的相对误差大于5％，则需要修正排气系统有限元模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：步骤四中先进行预分析，观察不同极限工况下橡胶吊耳的自接触即不同限位块之间或限位块与吊耳其它部位之间情况，进而建立不同极限工况下的自接触关系。

6.根据权利要求1所述的一种基于Ogden本构模型的排气系统包络面分析方法，其特征在于：步骤四中施加所述极限工况对应的加速度载荷，是将通用公司规定的10种极限工况对应的不同方向的不同大小的重力加速度施加于整个排气系统。