[发明专利]一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法

权利要求书

1.一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立橡胶隔振器的几何模型；

S2、对橡胶隔振器的橡胶部分进行网格划分；

S3、采用超弹-非线性粘弹性叠加本构模型，即超弹性本构模型和非线性粘弹性本构模型的叠加模型，采用本构模型参数识别方法完成材料属性设置；

S4、对橡胶隔振器金属外管的所有结点的六个自由度进行约束，保证金属外管的所有结点不会发生运动；将橡胶隔振器金属内管的所有结点关联至橡胶隔振器的中心结点，对该中心结点施加沿着大小恒定的力，完成边界条件设置；

S5、结果后处理：记录橡胶隔振器中心结点位移随着时间的变化情况，得到中心结点的蠕变量曲线，根据橡胶隔振器中心结点的蠕变量曲线来评估橡胶隔振器的蠕变特性性能。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，步骤S1中，使用三维建模软件UG建立橡胶隔振器的几何模型。

3.根据权利要求1所述的一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，步骤S2中，为提高有限元计算精度，选择六面体网格，网格尺寸控制在2mm以内。

4.根据权利要求1所述的一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，步骤S3中，所述超弹性本构模型选择Mooney-Rivlin模型，其应变势能函数的表达式为：

其中C₁₀和C₀₁是描述材料剪切特性的参数；D₁是描述材料压缩特性的参数；J^el是弹性体积比；是第一阶应变不变量；是第二阶应变不变量。

5.根据权利要求1所述的一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，步骤S3中，所述非线性粘弹性本构模型关于蠕变应变速率的表达式为：

其中A、m、n是描述材料蠕变特性的材料参数；是蠕变应变率；ε是蠕变应变；q是Kirchhoff应力。

6.根据权利要求1所述的一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，其特征在于，步骤S3中，所述本构模型参数识别方法具体如下：

对于超弹性本构模型中的本构参数，通过对橡胶试样进行单轴向拉伸、等双轴拉伸和平面剪切测试，对应力应变数据进行处理，通过最小二乘法拟合得到超弹性本构模型的本构参数，得到的参数用于非线性粘弹性本构模型的参数识别；

对于非线性粘弹性本构模型的本构参数，首先对橡胶试片进行不同载荷的剪切蠕变试验，基于试验结果识别出橡胶在某一载荷下采用广义Maxwell模型的材料参数；然后通过广义Maxwell模型的材料参数转化得到非线性粘弹性本构模型本构参数的初始值；将非线性粘弹性本构模型本构参数的初始值带入Isight联合Abaqus进行参数识别，反复迭代直至识别出本构模型参数；识别出本构模型参数后，通过修改有限元软件Abaqus中的inp文件的方式完成对超弹-非线性粘弹性叠加本构模型参数的设置。