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从工程需求出发！橡胶仿真分析那点事！

1月前浏览654

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。

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

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首次发布时间：2024-08-07

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