等双轴拉伸试验机在弹性体有限元分析中的应用

2022/03/22   下载量： 2 次

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应用领域 石油/化工
检测样本 其他
检测项目 力学性能>拉伸性能
参考标准 设计依客户要求定制

橡胶由于隔振降噪性能良好、成本低廉而在汽车上得到广泛应用,如汽车动力总成隔振橡胶悬置、车身悬置、排气管悬置、悬架衬套等。橡胶有限元分析是进行橡胶元件设计开发的现代分析方法。橡胶材料通常用超弹性本构模型或黏弹性本构模型来模拟，具有较强的材料非线性，本构关系复杂。其变形具有大变形几何非线性的特点；其体积完全不可压缩或几乎不可压缩。

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等双轴拉伸试验机在弹性体有限元分析中的应用 

橡胶由于隔振降噪性能良好、成本低廉而在汽车上得到广泛应用,如汽车动力总成隔振橡胶悬置、车身悬置、排气管悬置、悬架衬套等。橡胶有限元分析是进行橡胶元件设计开发的现代分析方法。橡胶材料通常用超弹性本构模型或黏弹性本构模型来模拟，具有较强的材料非线性，本构关系复杂。其变形具有大变形几何非线性的特点；其体积完全不可压缩或几乎不可压缩。

橡胶减震材料基础力学性能测试包含：单轴拉伸、平面拉伸和等双轴拉伸。而这些测试数据能为橡胶减振产品有限元计算提供必要的参数。

 

传统的单轴拉伸还是通过拉力机对哑铃型或者长径比大于10的长条型试样进行拉伸测试得到。而平面剪切试验可以看做是对一个更宽大的试样进行平面拉伸试验，除自由边和夹紧边附近，应变状态可认为是均匀的。但是这两种测试在实际的拉伸过程中，试样的体积或面积变化很难进行测量，且试样的体积变化不可忽略，因此单轴拉伸测试数据并不能提供足够的数据支撑。

而在单轴压缩试验时，由于试样与测试压盘间的摩擦力，使得试样在压缩过程中无法自由均匀的膨胀，因此呈现出存在拉伸和剪切应变的非纯压缩应变状态。而且此过程中无法测定其摩擦系数，所以试验数据无法进行有效修正。理想的单轴压缩状态试样半径均匀增大并始终保持圆柱形，这种变形特性等效于圆柱面上受到均布径向拉力的状态，因此，可以利用等双轴拉伸试验代替单向压缩试验。      

  

其中，对大多数橡胶材料的应力-应变响应，等双轴拉伸的数量级高，在试验数据和各种材料拟合时发现，不同模型预测的等双轴拉伸试验响应变化幅度大。因此，开展等双轴拉伸测试有利于材料模型的确定，并提高材料模拟精度，大幅缩短研发周期。

 


 

 


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文献贡献者

高铁检测仪器（东莞）有限公司
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