[发明专利]橡胶制品的弹性响应性能的预测方法、设计方法以及弹性响应性能预测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶制品的弹性响应性能的预测方法、设计方法以及弹性响应性能预测装置，特别是涉及一种使用有限元分析法(FEA)来预测橡胶制品的弹性响应性能的方法、使用了该预测方法的橡胶制品的设计方法以及弹性响应性能预测装置。

背景技术

以下方法是已经经过了数十年的实例：在设计橡胶制品时，使用三维有限元分析法(FEA)来预测其弹性响应性能，应用其分析或者仿真结果。使用于该FEA计算中的、使橡胶材料的应力-应变的关系反映到分析中的能量的结构方程式从线性弹性方程式向Mooney-Rivlin方程式过渡，近来，在该能量的结构方程式中导入了大变形区域内的非线性结构方程式。

另外，近年来，关于这些橡胶材料结构方程式，提出了以下结构方程式：以从基于橡胶的分子链拉伸的分子统计热力学发展出的网格变形理论为基础，能够使用具有物理意义的参数来表示在以轮胎为代表的很多工业用橡胶材料的设计中为重要因素的温度依赖性(日本专利4299735号公报)。

在此，下面示出该结构方程式的概要。

首先，使用剪切弹性率G和拉伸方向的拉伸比λ来如以下式(1)那样表示橡胶的拉伸应力。

[式1]

σ=2G(λ-1λ2)···(1)]]>

另一方面，如以下式(2)所示，根据统计热力学使用I₁对亥姆霍兹自由能A进行微分来计算橡胶的剪切弹性率G。

[式2]

G2=∂A∂I1···(2)]]>

使用以下式(3)来表示处于热力学平衡状态的系统的平均能量

[式3]