[发明专利]一种橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法

权利要求书

1.一种橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：建立橡胶悬置三维数学模型，并基于橡胶悬置三维数学模型得到橡胶悬置的网格模型；

S2：将橡胶悬置的网格模型导入至有限元软件中，完成橡胶悬置静力分析的有限元前处理步骤并提交计算，得到静力分析的结果；

S3：根据静力分析的结果，将橡胶悬置的网格模型中的网格单元进行分组；

S4：在分组后的网格模型中，为不同组别的网格单元赋予不同的材料参数；

S5：基于分组后的网格模型，完成橡胶悬置动态特性分析的有限元前处理步骤并提交计算，得到动态特性的分析结果；

S6：根据动态特性的分析结果，提取出橡胶悬置的动刚度。

2.根据权利要求1所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，S1获得所述橡胶悬置的网格模型的具体步骤包括：

采用三维建模软件建立橡胶悬置三维数学模型；

采用有限元前处理软件对橡胶悬置的三维数学模型进行网格划分，得到橡胶悬置的网格模型。

3.根据权利要求1所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，S2中所述完成橡胶悬置静力分析的有限元前处理步骤并提交计算，得到静力分析的结果，具体包括：

赋予单元截面的材料属性；

分析步选择静力分析步，并设置相应的接触条件；

模拟橡胶悬置与金属外管之间的过盈配合以及橡胶悬置施加预载的过程；

施加预载分析步，约束金属外管的六向自由度；

设置橡胶悬置的网格类型；

提交该有限元分析至服务器进行计算，得到静力分析的结果。

4.根据权利要求1所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，所述橡胶悬置能替换为橡胶隔振器或橡胶密封圈。

5.根据权利要求1所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，所述S3具体包括：

根据橡胶悬置静力分析的结果，提取出静力分析结果中所有单元节点的三个主应力σ₁,σ₂,σ₃；

根据八面体剪应力的公式及所述三个主应力σ₁,σ₂,σ₃，计算出所有单元节点的八面体剪应力；

根据公式计算出所有单元节点的八面体剪应变γ，式中，G_∞为准静态剪切模量；

计算出单元节点的剪应力，由于每个网格单元含有八个单元节点，取八个单元节点的八面体剪应变的最大值作为该网格单元的剪应变值；

根据网格单元的剪应变值，将橡胶悬置的所有网格单元分为数组；

在有限元软件中，根据网格单元的分组，将同一组的网格单元划分到一个集合内。

6.根据权利要求5所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，网格划分的应变数值范围依照橡胶试片动态特性试验结果决定。

7.根据权利要求1所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，S4中所述材料参数包括材料的密度、超弹性参数与粘弹性参数，超弹性参数选用Mooney-Rivlin本构模型，粘弹性参数选用频域范围的参数。

8.根据权利要求7所述的橡胶悬置在不同预载下动刚度的计算方法，其特征在于，粘弹性参数的实部ωRe(g^*)与虚部ωIm(g^*)可以用剪切存储模量G_s(ω)、剪切损失模量G_l(ω)和准静态剪切模量G_∞表示，其计算公式为：

ωRe(g^*)＝G_l(ω)/G_∞,ωIm(g^*)＝1-G_s(ω)/G_∞；

通过进行不同切向预应变下的橡胶试片动态特性试验粘弹性参数，识别出不同应变下的粘弹性参数，并根据应变值将对应的粘弹性参数赋予对应的单元组。