[发明专利]一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法

说明书

本发明公开了一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法。所述方法包括：建立橡胶隔振器的几何模型；对橡胶隔振器的橡胶部分进行网格划分；采用超弹‑非线性粘弹性叠加本构模型，采用本构模型参数识别方法完成材料属性设置；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；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；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。本发明能通过有限元的手段预测不同结构的橡胶隔振器在不同载荷条件的蠕变特性，并且具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及汽车橡胶隔振器蠕变特性性能的计算与评估领域，特别涉及一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法。

背景技术

随着国民经济和汽车行业的快速发展，人们对汽车乘坐舒适性的要求越来越高。为了降低汽车的振动和噪声，橡胶隔振器被广泛应用在汽车上。而橡胶隔振器一直在载荷条件下工作，所以不可避免地会发生蠕变现象。橡胶隔振器的蠕变特性对橡胶隔振器的动态特性有较大影响，即橡胶隔振器的阻尼和动刚度随着蠕变而增大，不利于隔振。橡胶隔振器的蠕变现象对汽车的NVH性能与橡胶隔振器的寿命有较大的影响。

在橡胶隔振器产品的前期设计中，通常橡胶隔振器的蠕变预留余量是基于经验考虑的，然后通过制造和测试样件性能的方式来开发产品。这样可以保证产品的可靠性，但是会带来产品开发周期长、浪费人力物力、依赖主观经验等问题。因此，对于橡胶隔振器，需要对其蠕变特性性能进行计算与评估。

现有技术中，橡胶隔振器蠕变特性的计算方法有：(1)Luo R K等采用与时间相关的超弹性修正本构模型计算橡胶隔振器的蠕变特性(Luo R K,Zhou X L,Tang JF.Numerical prediction and experiment on rubber creep and stress relaxationusing time-dependent hyperelastic approach[J].Polymer Testing,2016,52(04):246-253.)，但是该方法在不同的载荷条件下需更换模型的本构参数。(2)荣继刚等通过超弹-广义Maxwell叠加本构模型计算橡胶隔振器的蠕变特性(荣继刚,黄友剑,张亚新,等.橡胶轴箱弹簧垂向刚度及蠕变特性的研究[J].特种橡胶制品,2009,30(02):60-63.)，但该方法仅能准确描述橡胶隔振器在某一载荷下的蠕变特性，对橡胶隔振器在不同载荷下的蠕变特性计算误差较大。因此，提出一种基于超弹-非线性粘弹性叠加本构模型在有限元软件Abaqus中计算橡胶隔振器蠕变特性的计算方法，以准确预测橡胶隔振器在不同载荷下的蠕变特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于超弹-非线性粘弹性叠加本构模型在有限元软件Abaqus中计算橡胶隔振器蠕变特性的计算方法，以准确预测橡胶隔振器在不同载荷下的蠕变特性。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种橡胶隔振器蠕变特性性能的预测方法，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。