Page 63 - 《橡塑技术与装备》2026年1期

N
车用制品技术与应用 1 2 2 k
N
∑
∑
I ( ) 3
i
C
j
W =
) 3 +
I ( −
−
2
1
TECHNOLOGY AND APPLICATION OF AUTOMATIVE PRODUCTS D I ( 3 − ) 1
ij
i+ j 1 = k 1 = k
I
W = C 10 ( − ) 3 + C 01 (I 2 − ) 3
1
1
N
N
λ i =1+ε i ，橡胶材料为不可压缩物质，则 I 3 =1, 本文假 2 k F − F
2
j
i
W = ∑ C ij I ( − I ( ) 3 2 − ) 3 + ∑ I ( 3 − ) 1 K = 2 1 （3）
1
设 N=1, 则表达式简化为 ： k D k s X − X 1
1 =
i+
j 1 =
2
W = C 10 ( − ) 3 + C 01 (I 2 − ) 3 （2） 其中，K s 为衬套静刚度，F 2 为施加上限载荷，F 1
I
1
1.2 刚度理论 F − F 为施加下限载荷， X 2 为施加上限载荷 F 2 时衬套变形量，
K = 2 1 X 1 为施加下限载荷 F 1 时衬套变形量。
s
刚度是材料或结构在受力条件下抵抗变形的能
X −
X
2
1
力，不同材质或结构的零部件在使用过程中可能承受
静载荷或动载荷，据此刚度可分为静刚度与动刚度。 2 衬套模型建立及结果分析
衬套静刚度指在一定位移范围内缓慢加载，衬套所受 2.1 衬套几何模型建立及参数设置
载荷与变形比值。由于橡胶是非线性材料，试验过程 2.1.1 几何建模
中，衬套静刚度曲线易出现转折点，需根据产品要求， 衬套需分析各方向刚度，本文所分析的衬套几何
选取不同位置段作为衬套刚度，静刚度计算公式 ： 模型如图 1 所示，径向为 X 轴与 Y 轴，轴向为 Z 轴。
(a) 全橡胶衬套 ；（b）含骨架全橡胶衬套 ；（c）镂空橡胶衬套 ；（d）镂空含中间骨架橡胶衬套、
图 1 橡胶衬套结构
2.1.2 参数设置 衬套静刚度分析需设置橡胶材质的超弹性参数，内外
汽车行驶时依靠衬套内部变形橡胶减振减噪，参 及中间骨架需设置材质的弹性模量与泊松比。
数设置时参考点与内骨架耦合，耦合点施加位移与扭 2.2 结果分析
转约束 ；内外骨架与橡胶连接面采用绑定约束，为保 2.2.1 双骨架橡胶衬套有限元分析
证模型收敛，主面为内外骨架 ；外骨架不发生位移， 2.2.1.1 双骨架衬套径向分析
设置为全约束。 图 2 应力与位移云图显示，径向施加位移载荷后，
网格质量划分关系模型计算收敛性，本文分析的 衬套等效应力最大值为 6.27 MPa，出现于内骨架内表
衬套采用软件自带绘图模块绘制，初始网格划分的三 面 ；橡胶部分最大等效应力为 4.6 MPa, 出现在与内骨
维模型并非六面体，需采用体切分并划分网格 ；设置 架接触处，位移载荷施加时此处橡胶与内骨架相互挤
场变量为各方向支反力与位移，方便刚度数据的获取， 压，在未考虑倒角问题时，应力比较集中，因此在设

图 2 径向载荷作用下衬套等效应力及位移云图

年
2026 第 52 卷 ·17·