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从工程需求出发!橡胶仿真分析那点事!

3月前浏览1118

橡胶力学分析

    大家看到橡胶仿真的第一个反应可能是超弹性和大变形。确实,这是橡胶材料的最大特点。
 

 
    但在工程上,很多场景下,橡胶的变形依然属于小变形范围内。换言之,大部分场景下,橡胶可以采用线弹性材料模型。  

 



橡胶支座的刚度

    橡胶支座抗压、抗剪、抗扭、抗弯刚度都有对应的计算公式。需要注意,这些公式都是基于小变形场景。  

 






    需要注意,橡胶支座上下的钢板对橡胶变形有约束作用,所以计算公式不能直接使用橡胶的杨氏模量,需要进行转换。



仿真计算

    在仿真分析中分别忽略和考虑钢板的约束作用。  

 
    1)忽略钢板的约束作用,抗压  


    根据计算公式,2mm位移对应支反力为:3141.6N,和仿真结果完全一致,相互验证。  
 

 


 
    2)考虑钢板的约束作用,抗压  


    仿真得到的支反力如下图所示。  


    3)考虑钢板的约束作用,抗扭  


    根据计算公式,0.1rad的转角对应支反转矩为:10753N.mm,和仿真结果高度一致,相互验证。  

 


    支座的抗剪和抗弯,读者可以自行尝试。


 

总结

    本文通过仿真表明,仿真解和公式解高度一致。目的不是用仿 真证明公式,因为公式的实用性前人早已证明,这里是用公式证明了仿真的可靠性。  

 
    读者要明白,简单的模型有公式解,那么复杂的模型往往没有公式解,这时候,仿真就变成了除实验以外的最重要的分析手段,这就是学习仿真的核心价值。
 

 
    在某些场景下,可能需要使用橡胶的超弹性材料模型(非线性弹性),比如常用的M-R双参数材料模型。
 


推荐给:

1)企业一线仿真工程师;  
2)企业一线结构工程师;  
3)企业技术方面管理人员;  
4)临毕业的大学生研究生;  

    


来源:华仿CAE
非线性材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-07
最近编辑:3月前
华仿CAE
硕士 致力于推广工程仿真技术
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