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。 ![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099680993_qx2o95.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099677192_9q3w7p.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099677925_tl8ckf.jpg?imageView2/0)
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。 ![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099680173_a90u9u.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099678345_z1w7zk.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099681806_8eq8sv.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099680738_phqczc.jpg?imageView2/0)
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。
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099678589_agoqof.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099682040_9et2io.jpg?imageView2/0)
仿真计算
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099680493_ts2qx3.jpg?imageView2/0)
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。 ![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099682411_5pw8e5.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099677458_ybvznn.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099679444_1c2pml.jpg?imageView2/0)
![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099676743_xa6jol.jpg?imageView2/0)
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。 ![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1722099678875_3uqbx9.jpg?imageView2/0)
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: