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汽车用橡胶超弹性材料参数反求方法研究
| 论文题名： | 汽车用橡胶超弹性材料参数反求方法研究 |
| 关键词： | 汽车橡胶结构件;超弹性材料;参数反求;移动最小二乘法;响应面优化;力学性能 |
| 摘要： | 21世纪以来我国汽车工业飞速发展,汽车的安全舒适性能已经是消费者关注的重要性能。为了达到隔振减振的效果,汽车结构中采用许多橡胶柔性连接,主要应用在发动机悬置系统、驱动系统、车身系统等;操纵稳定性影响汽车的安全性,为了提高车辆的操纵稳定性,汽车前后悬架、操纵机构中也采用很多橡胶柔性连接。汽车研发技术不断的提高要求汽车子系统也要向高性能方向发展,汽车用橡胶结构件自身设计过程中的计算机仿真分析越来越受到重视,而在工程实际中橡胶超弹性材料参数的缺少给仿真分析带来不便。 描述橡胶材料力学性能的本构模型有多种形式,橡胶超弹性材料参数获得的传统方法来自橡胶材料基础试验,需要制备专门的试件,由于某些原因无法得到标准试件;试验标准不完善、国内试验条件的不足和试验设备的缺乏导致这些标准试验很难完成。在这种情况下,本文应用仿真分析、优化算法结合的反求方法的思路,提出了橡胶超弹性材料参数的反求方法。 在反求过程中引入响应面优化的方法,对响应面建立过程中两种拟合方法进行了比较分析,证明了移动最小二乘拟合的响应面精度很高,能够用于反求优化。 用已知参数的橡胶结构件对本文方法进行了验证,反求出的参数与传统方法得到的参数很接近,验证了本文方法的有效性和可行性。本文进一步研究了不同本构模型参数的反求都获得了比较理想的结果。 对国内某车型结构中的缓冲橡胶块进行了反求,涉及了橡胶结构件试验的基本方法,求得的参数与试验结果吻合很好,可以用于该结构件的仿真分析。对于汽车结构中或其他工程中的橡胶件,可以结合实际工况和仿真分析选取比较合适的本构模型,模拟橡胶件实际工况做相应的试验,采用本文方法获得材料参数。 通过以上的研究可知,在无法得到标准试件,缺少试验条件的情况下,本文反求方法简单、实用、准确度足够,可以研究几乎所有的超弹性本构模型,也可以应用于橡胶的大变形情况以满足更多的工程实际需要,工程中意义重大,为处理橡胶超弹性材料参数问题提供了新的研究方法和途径。 |
| 作者： | 张军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 成艾国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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