减振器橡胶动态剪切特性测试及黏-超弹模型仿真应用

在橡胶加工分析仪(RPA)表征混炼胶硫化过程的黏弹性后,对其进行固态切应力松弛试验来检测橡胶动态剪切黏弹参数值(如Prony级数模型的切变模量和松弛时间)。进一步结合单轴、平面及等双轴拉伸试验检测的Yeoh模型表达的超弹性参数值来建立并联叠加型黏-超弹模型定量表达式。将其类比Maxwell模型形式导入ABAQUS有限元软件,预测橡胶试样的双剪切动态响应。数值模拟结果与试验数据基本吻合,可反映应变幅值和频率变化对载荷—位移滞后环和动刚度的影响。RPA动态剪切法制样简单、操作方便,为预测减振器等弹性元件在较大受剪下的动态力学响应提供基础。

钢-橡胶辊对滚过程中橡胶层刚度和阻尼特性分析

为了确定钢-橡胶辊挤压对滚过程中橡胶层的动态特性,对橡胶材料进行单轴拉伸和动态机械分析(dynamic mechanical analysis,DMA)实验,对实验数据进行拟合分析,叠加三参数Mooney-Rivlin超弹模型和5阶Prony级数形式广义Maxwell黏弹模型建立橡胶材料的超弹-黏弹本构模型。通过有限元仿真得到动态加载下橡胶层的力-位移滞回曲线,并计算分析不同载荷、转速、橡胶硬度和橡胶层厚度下的橡胶层动刚度和等效阻尼比。分析结果表明,橡胶层动刚度随着载荷、转速和橡胶硬度增加而增加,随着橡胶层厚度增加而减小。等效阻尼比随着载荷和层厚增加而增加,随着转速和橡胶硬度增加而减小。橡胶硬度和橡胶层厚度对橡胶层的动刚度和等效阻尼比有显著影响,在设计过程中需要重点考虑。