橡胶隔振器静态力－位移关系计算方法的研究

何小静，上官文斌

(华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州 510641)

橡胶材料作为一种高性能的超弹性材料，广泛地应用于汽车隔振器，如汽车动力总成悬置、车身悬置、排气管吊耳、底盘衬套等。橡胶材料是一种大变形的非线性超弹性材料，对其进行力－位移分析时，其本构模型的选择和本构模型常数的获取是一项重要的工作。目前可用于橡胶隔振器静态力－位移关系计算的本构模型的较多，如Mooney-Rivlin、Ogden等。不同本构模型的常数不一样，如何合理的选择本构模型和开展哪些实验以获取本构模型的常数是橡胶隔振器静态力－位移分析的重要工作。

Seibert等［1］对 Arruda-Boyce 模型、Van Der Waals模型、Yeoh模型三种本构模型进行对比研究。黄建龙等［2］利用Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型对橡胶材料进行有限元分析，介绍两种本构模型材料常数的获取方法。王丽荣等［3］利用Mooney-Rivlin模型和Ogden模型对橡胶隔振器静态力－位移特性进行有限元分析，介绍了单元特性和网格质量对橡胶隔振器静态特性的影响。Gracia等［4］研究了一种应用于工业橡胶材料弹塑性特性分析的overlay模型，并介绍其常数拟合过程。Stefan Hartmann等［5］研究了一种获取橡胶本构模型材料常数的新方法－光学测量法，确定采用光学测量法获取材料常数的准确性。

本文选取了目前广泛应用的几种本构模型来研究橡胶隔振器力－位移关系计算结果的影响因素。为获得各本构模型的材料常数，开展了橡胶材料在不同应力－应变状态(单轴拉伸、等双轴拉伸和平面剪切)和不同最大应变下的应力－应变关系的测试。……