轮胎有限元分析法的材料特性描述排气装置

发布时间：2022-09-16 00:41:31

轮胎有限元分析法的材料特性描述

轮胎有限元分析法的材料特性描述 2011：多于从多额应变能函数中获得的公称应力表达法。已检查过所有材料的Drucker稳定标准。表1所示为所有橡胶化合物的Yeoh材料模型（C10，C20，C30）的材料常量的值。据观察，C20的所有值均为负数，而且数值都小于C10。而C30皆为正数，但数值上比较，却小于C20的值。这些数值将形成橡胶应力-应变特性的典型的S形状：在低应变值时，C10代表初始剪切模块，因为负系数（C20）的影响，它能在中等应变下软化，接着，因为正系数（C30）的缘故，应变值大幅增加。图1所示为Yeoh模型和Rooney-Rivlin模型之间的比较，据观察，Yeoh模型与测试数据比较吻合。图2所示为大应变值时（300%）Yeoh模型的适用性。

图1、胎面化合物Yeoh模型和Mooney-Rivlin模型的比较

图2、内衬化合物中根根实测数据调整Yeoh模型

运用从应力松弛测试中获得的应力与时间数据计算出粘弹体材料的参数。这些应力松弛数据被转化成剪切松弛数据，推断材料的近乎不可压缩性。图3所示为Abaqus模型（N=2）调整为带束层测试数据的比较。接下来，通过非线性最小平方调整程序得出Prony系列参数。有一条基本定律是：Prony系列中条件数量不能超过被测试数据spanned刻度化的对数十进制量。目前的测试数据达到了900秒（≈3十进制）。因此2-3 Prony系列条件需要做一次很好的调整。此例中，两条件Prony系列常量被用于代表所有橡胶化合物的粘弹性，表2所示为其值。

图3、根据应力松弛测试数据调整Abaqus模型的比较

结论已为橡胶材料研制出超弹体和粘弹体材料常量的简单实验性方法。运用单轴拉伸测试法和应力松弛测试（拉伸模式中）分别界定出超弹体和粘弹体材料的特性。后来，运用这些材料常量进行某种轮胎的分析研究，在预测值和实验结果之间显示出很好的关联性。实验证明，粘弹体材料的内在物质能改善预测的准确性。不久以后，我们计划开发出更为先进的，可预测轮胎耐滚动性和温度分布的粘弹体测试方法。表1、超弹体材料常量材料常量化合物 C10(N/mm2) C20(N/mm2) C30(N/mm2) 胎面 0.7769 -0.2759 0.0953 侧壁 0.4876 -0.1413 0.0386 胎身 0.4795 -0.1356 0.0436 带 1.0239 -0.4272 0.1732 填料 1.0414 -0.3908 0.1343 垫带 0.6659 -0.2085 0.0651 内衬 0.4861 -0.1152 0.0253 胎圈 0.5998 -0.1218 0.0267 表2、粘弹体材料常量材料常量化合物松弛模块(g) 松弛时间(t)秒 g1 g2 t1 t2 胎面 0.1296 0.1209 1.08 51.42 侧壁 0.0619 0.0689 1.70 109.3 胎身 0.0567 0.0681 2.44 99.51 带 0.0853 0.0834 0.92 54.63 填料 0.1132 0.1113 0.97 51.70 垫带 0.0868 0.0889 1.18 60.31 内衬 0.0910 0.0944 1.01 60.15 胎圈 0.0844 0.0959 1.30 109.1 (end)