客车发动机橡胶悬置非线性特性的仿真与试验技术研究

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1、分类号:U27;U4610710-2011122037硕士学位论文客车发动机橡胶悬置非线性特性的仿真与试验技术研究刘亚涛导师姓名职称张维峰副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2014年5月4日论文答辩日期2014年6月10日学位授予单位长安大学StudyonSimulationandTestingTechnologiesoftheEngineRubberMounts’NonlinearCharacteristicsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuYataoSupervisor：Prof.Zhan

2、gWeifengChang’anUniversity,Xi’an,Chinai摘要车辆振动水平一方面是评价车辆舒适性及设计水平的重要指标，另一方面严重影响车辆自身结构寿命及整车性能，发动机橡胶悬置的动、静态特性对车辆振动水平具有重要影响，因此针对发动机橡胶悬置的研究越来越重要。本文在介绍了橡胶类材料的非线性本构理论的基础上，针对某客车发动机的橡胶悬置的非线性特性进行了有限元仿真与试验研究。本文首先介绍了橡胶材料的非线性特性，并阐述了利用有限元方法分析橡胶类材料的关键技术；其次，研究了橡胶材料的非线性本构模型，并结合本文所研究的橡胶悬置的特点，确定选用Mooney-Rivlin模型来描述橡胶材料

3、的本构模型，根据GB/T528-2009对橡胶材料进行了单轴压缩试验，对实验数据进行分析处理，从而确定了橡胶材料的材料参数；再次，利用三维建模软件Catia建立橡胶悬置的CAD模型，将CAD模型导入有限元软件Hypermesh中建立橡胶悬置的有限元模型，利用Ansys对该橡胶悬置的静、动特性进行分析求解，得出前、后橡胶悬置的静、动刚度和滞后角；最后通过设计测试系统和试验方案对橡胶悬置进行试验研究，并将试验结果与有限元仿真计算结果进行对比验证，得出有限元模型正确的结论。关键词：橡胶悬置，非线性，有限元分析，动刚度，迟滞回线iiAbstractThevibrationlevelofvehiclei

4、soneofthemostimportantindexesforevaluatingthelevelsofcomfortperformanceanddesign.Moreover,itwillinfluencethedurabilityandthewholestructuralperformanceofthevehicle.Thestaticanddynamiccharacteristicsofanenginerubbermountareveryimportanttoisolationperformance.So,thestudyofenginerubbermountismoreandmore

5、important.Onthebasisoftheintroductionoftherubbermaterials’nonlinearconstitutivetheory,thecharacteristicsoftherubbermountofapassengercarenginehasbeencarriedonusingthefiniteelementsimulationandexperimentalresearch.Firstofall,thenonlinearpropertiesofrubbermaterialsareintroduced,andthekeytechnologyofthe

6、finiteelementmethodanalysisisexpoundedinthispaper;Secondly,Nonlinearconstitutivemodelofrubbermaterialisstudied,andtheMooney-Rivlinmodeischosentodescribetheconstitutivemodelofrubbermaterialcombiningwiththerubbermountresearchedinthispaper.ThematerialuniaxialcompressiontestoftherubberiscarriedonAccordi

7、ngtoGB/T528-528,byprocessingoftheexperimentaldata,wecandeterminethematerialparametersofrubbermaterial;Thirdly,thispaperestablishtheCADmodeloftherubbermountwithCatia,whichisakindoftheCADsoftware,then,i