车辆悬架的橡胶衬套主要由橡胶材料和被硫化在橡胶上的金属或塑料衬套组成,是一种影响车辆行驶平顺性、操纵稳定性以及NVH等性能的不可或缺的零件。研究了橡胶衬套特性,通过在ABAQUS和HyperStudy中使用3种类型的材料试验数据,引入一种方法来对所选择的超弹性系数进行参数识别及拟合,建立橡胶衬套的高精度有限元模型,设置橡胶衬套的实际约束边界条件,通过仿真试验以得到相应径向与轴向刚度曲线。对仿真和真实试验结果进行对比,发现Van der Waals模型具有比其他本构模型更优越的表现,针对提出该某类衬套,该模型能更好地拟合其超弹性系数。
为估算验证橡胶衬套的力学性能,以促进衬套对车辆性能影响研究工作的有效开展,将轿车麦弗逊悬架的衬套作为研究对象,先推导相关应变能密度函数方程,再采用Yeoh,Van der Waals,Ogden(N=3)方程为主的多种本构模型,对衬套NR55橡胶进行材料力学性能估算并与其基础试验结果作对比验证,确定Ogden(N=3)方程为衬套结构力学性能估算的较优本构模型.设定多材料系数μ1,μ2,μ3,α1,α2,α3为优化变量并赋初值,初步估算衬套结构力学性能并分析与结构试验结果的一致性,优化目标是"面积重合"和"位移相等"的四类函数,选择自适应响应面法,经过10次迭代,识别出一组能较好估算衬套结构力学性能的本构模型方程系数值.利用最后一次估算值,求解拟合出新曲线,与基础试验估算拟合曲线、结构试验本身刚度曲线进行比较后发现,径(轴)向的刚度值误差均在9.1%以内,考虑各种因素,工程上属可接受范围,说明所述方法可行,能被推广.
