亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        橡膠超彈性測試及其對輪胎有限元計算結(jié)果的影響

        2020-07-28 02:52:00付新華郭淵昊
        輪胎工業(yè) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:雙軸測試數(shù)據(jù)單軸

        付新華,李 寧,郭淵昊,李 鵬

        (三角輪胎股份有限公司,山東 威海 264200)

        輪胎在接地時變形較復(fù)雜,受壓縮、剪切及拉伸等多種變形共同影響,目前有限元分析一般采用基于單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh或Neo-Hookean等超彈性模型進(jìn)行表征[1-2]。本工作以實際測試數(shù)據(jù)及超彈性擬合數(shù)據(jù)分析研究這種表征方式的適用性及其與綜合拉伸+剪切+壓縮試驗數(shù)據(jù)擬合得到的超彈性本構(gòu)模型的精度差異。

        1 試驗測試

        橡膠材料幾乎不可壓縮,因此一般用單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸等變形模式來表征橡膠材料的單軸拉伸/壓縮、等雙軸拉伸/壓縮及平面拉伸/壓縮等力學(xué)特性。

        對某規(guī)格全鋼子午線輪胎膠料進(jìn)行單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸3種變形模式的測試,試驗夾具如圖1所示。將試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到3種變形模式的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并與擬合結(jié)果進(jìn)行對比。

        圖1 試驗夾具

        2 不同變形模式試驗結(jié)果擬合

        目前有多種本構(gòu)模型可以表征橡膠材料的超彈特性,除了上述兩種模型外,還有基于熱力學(xué)統(tǒng)計的Van der Waals模型和Arruda-Boyce模型及基于現(xiàn)象學(xué)的完全多項式模型和Ogden模型等。總體而言,基于變形張量I1的模型包括Neo-Hoohean和Yeoh等縮減多項式模型、Marlow模型和Van der Waals模型(β=0,β為變形張量I1和I2合成I的線性參數(shù));基于I1和I2的模型包括Ogden模型和Van der Waals模型(β≠0)。這些模型的適用范圍和擬合精度不同。下面以同種膠料試驗為例研究不同變形模式組合時幾種常用本構(gòu)模型的擬合精度[3-4]。

        2.1 單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合

        單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh,Ogden和Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比分別如圖2—4所示。由圖2—4可以得出以下結(jié)果。

        圖2 單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合得到的Yeoh模型表征的單軸拉伸曲線與測試數(shù)據(jù)匹配較好,平面拉伸變形擬合精度也較高,而等雙軸變形模式下應(yīng)變小于50%時也相對合理。

        Ogden模型擬合出的單軸拉伸曲線與測試數(shù)據(jù)擬合較好,但另外兩種變形模式與測試數(shù)據(jù)差別巨大,因此僅有單軸拉伸數(shù)據(jù)時不適宜用Ogden本構(gòu)模型。

        Van der Waals模型擬合出的單軸拉伸曲線與測試數(shù)據(jù)擬合較好,而另外兩種變形模式與測試數(shù)據(jù)差別很大。

        由此可見,在僅有單軸拉伸測試數(shù)據(jù)時,Ogden和Van der Waals模型的擬合精度不如Yeoh模型。

        2.2 單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合

        單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh,Ogden和Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比如圖5—7所示。由圖5—7可得出以下結(jié)果。

        圖3 單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Ogden模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        圖4 單軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        圖5 單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        通過單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合Yeoh模型表征的等雙軸變形模式曲線的精度比僅有單軸拉伸數(shù)據(jù)時得到很大提升。

        圖6 單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Ogden模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        圖7 單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合的Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        通過單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合Ogden模型表征的單軸拉伸和等雙軸拉伸變形模式曲線與測試數(shù)據(jù)擬合較好,但平面拉伸變形模式曲線與測試結(jié)果仍有差別。

        通過單軸拉伸+等雙軸拉伸數(shù)據(jù)擬合Van der Waals模型表征的3種變形模式曲線與測試數(shù)據(jù)擬合精度較高。

        2.3 單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合

        單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh,Ogden和Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比如圖8—10所示。由圖8—10可見以下結(jié)果。

        圖8 單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        通過單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合Yeoh模型表征的單軸拉伸和平面拉伸變形模式曲線與測試結(jié)果擬合非常好,等雙軸變形模式曲線擬合精度也比僅有單軸拉伸測試數(shù)據(jù)時得到提升。

        圖9 單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合的Ogden模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        圖10 單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合的Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        通過單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合Ogden模型表征的單軸拉伸和平面拉伸變形模式曲線與測試結(jié)果擬合非常好,但等雙軸變形模式曲線與測試結(jié)果差別巨大。

        通過單軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合Van der Waals模型表征的單軸拉伸和平面拉伸變形模式曲線與測試結(jié)果擬合度非常高,但等雙軸變形模式曲線與測試數(shù)據(jù)仍有差距。

        2.4 單軸拉伸+等雙軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合

        單軸拉伸+等雙軸拉伸+平面拉伸數(shù)據(jù)擬合的Yeoh,Ogden和Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比如圖11—13所示。

        由圖11—13可見,通過3種變形模式數(shù)據(jù)擬合的Yeoh,Ogden和Van der Waals模型表征的單軸拉伸、平面拉伸和等雙軸拉伸變形模式曲線與測試結(jié)果的擬合度均非常高。

        圖11 3種變形模式測試數(shù)據(jù)擬合的Yeoh模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        通過對Yeoh,Ogden和Van derWaals超彈性本構(gòu)模型在不同變形模式試驗數(shù)據(jù)下的擬合結(jié)果對比可以得到以下結(jié)論。

        圖12 3種變形模式測試數(shù)據(jù)擬合的Ogden模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        圖13 3種變形模式測試數(shù)據(jù)擬合的Van der Waals模型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗結(jié)果的對比

        (1)Yeoh模型隨變形模式匹配擬合精度波動較小,因此僅有單軸拉伸數(shù)據(jù)時適宜用Yeoh模型。

        (2)Ogden模型對任意一種或者幾種變形模式的擬合精度都很高,也可以說該模型擬合時只對輸入的變形模式的試驗數(shù)據(jù)的精度負(fù)責(zé),而其他變形模式則可能非常差,因此該模型適用于擬合變形模式全面的試驗數(shù)據(jù)。

        (3)等雙軸拉伸試驗數(shù)據(jù)是Ogden和Van der Waals模型擬合精度的關(guān)鍵,因為該變形模式表征膠料壓縮特性,結(jié)合輪胎實際運動變形情況,仿真時所用本構(gòu)模型最好能夠表征等雙軸拉伸變形。

        (4)上述各本構(gòu)模型對不同膠料的擬合精度也不盡相同,一方面與材料本身性能有關(guān),同時對測試精度也有很高的要求。

        3 仿真驗證

        以相同規(guī)格全鋼子午線輪胎為例驗證不同變形模式下的計算精度以及3種變形模式下Yeoh,Ogden和Van der Waals等模型的計算精度。具體驗證思路如下。

        (1)選單軸拉伸及單軸拉伸+等雙軸拉伸+平面拉伸變形模式下結(jié)果進(jìn)行變形模式對比。

        (2)在單軸拉伸+等雙軸拉伸+平面拉伸變形模式下對Neo-Hookean,Yeoh,Ogden和Van der Waals等本構(gòu)模型進(jìn)行對比。

        3.1 局部受力對比

        選擇不同變形模式下的各本構(gòu)模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷下的穩(wěn)態(tài)滾動計算,并分別選擇帶束層端點和胎體反包端點區(qū)域的計算結(jié)果進(jìn)行對比。

        3.1.1 帶束層端點

        帶束層端點區(qū)域受力分析見圖14,提取其應(yīng)變能密度和應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果如圖15和16所示。

        圖14 帶束層端點區(qū)域受力分析

        圖15 帶束層端點應(yīng)變能密度幅值對比

        圖16 帶束層端點剪應(yīng)變幅值對比

        由圖15和16可見:應(yīng)用不同變形模式擬合的同一本構(gòu)模型帶束層端點應(yīng)變能密度和剪應(yīng)變計算值的變化在3%~10%范圍內(nèi);3種變形模式下不同本構(gòu)模型計算值的變化在7%~15%范圍內(nèi);Yeoh與Van der Waals模型計算值的最大差異約為8%。

        3.1.2 胎體反包端點

        胎體反包端點區(qū)域受力分析見圖17,提取其應(yīng)變能密度和應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果如圖18和19所示。

        圖17 胎體反包端點區(qū)域受力分析

        圖18 胎體反包端點應(yīng)變能密度幅值對比

        圖19 胎體反包端點剪應(yīng)變幅值對比

        由圖18和19可見:應(yīng)用不同變形模式擬合的同一本構(gòu)模型反包端點應(yīng)變能密度和剪應(yīng)變計算值的變化在9%~15%范圍內(nèi);3種變形模式下不同本構(gòu)模型計算值的變化在2%~13%范圍內(nèi);Neo-Hookean與Van der Waals模型計算值的差異超過10%。

        3.2 計算效率對比

        對選用不同本構(gòu)模型計算時的收斂情況及計算時間進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果如表1所示。

        表1 不同本構(gòu)模型計算時間統(tǒng)計

        由表1可見:4種模型對兩種膠料計算的迭代次數(shù)變化趨勢不同,但各本構(gòu)模型迭代次數(shù)差別不明顯;不同模型對兩種膠料的計算時間變化趨勢也不相同,Yeoh和Van der Waals模型計算時間相對較短。

        該結(jié)果僅是基于一款輪胎模型在只有超彈性表征下靜載計算得到的,以說明不同本構(gòu)模型在輪胎模擬計算中的區(qū)別。當(dāng)輪胎模擬中同時涉及超彈性和粘彈性時需注意選擇超彈性本構(gòu)模型。

        4 結(jié)論

        通過對不同變形模式組合下Yeoh,Ogden和Van der Waals等本構(gòu)模型擬合精度的分析,得到下述結(jié)論。

        (1)當(dāng)僅有單軸拉伸數(shù)據(jù)時適宜選擇Yeoh模型,而用單軸拉伸+等雙軸拉伸+平面拉伸3種變形模式數(shù)據(jù)能夠更好地表征膠料在實際工況下的變形狀態(tài)。

        (2)在測試數(shù)據(jù)包括3種變形模式時,Van der Waals和Ogden模型的擬合精度相對較高,應(yīng)用擬合精度較高的模型進(jìn)行計算可以更好地表征輪胎各工況的實際受力狀況,尤其是分析不同設(shè)計方案輪胎胎體反包端點和帶束層端點等局部受力時能得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

        此外,當(dāng)模型中涉及膠料的粘彈性時還要考慮超彈性與粘彈性的匹配問題。

        猜你喜歡
        雙軸測試數(shù)據(jù)單軸
        單軸壓縮條件下巖石峰后第Ⅱ種類型應(yīng)力——應(yīng)變曲線的新解釋
        CFRP-鋼復(fù)合板的單軸拉伸力學(xué)性能
        測試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
        單軸應(yīng)變Si NMOS電流模型研究
        電子測試(2017年12期)2017-12-18 06:35:42
        簡易雙軸立銑頭裝置設(shè)計與應(yīng)用
        基于SolidWorks對雙軸攪拌機(jī)的靜力學(xué)分析
        斜單軸跟蹤式光伏組件的安裝傾角優(yōu)化設(shè)計
        基于自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的測試數(shù)據(jù)擴(kuò)增方法
        雙軸太陽能跟蹤與市電互補(bǔ)的路燈控制系統(tǒng)
        空間co-location挖掘模式在學(xué)生體能測試數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
        體育科技(2016年2期)2016-02-28 17:06:21
        中文字幕久热精品视频免费| 在线播放免费人成毛片乱码| 米奇777四色精品人人爽| 欧美精品黄页在线观看视频| 国产精品制服一区二区| 日日高潮夜夜爽高清视频| 天天躁日日躁狠狠躁欧美老妇小说| 一二三四视频社区在线| 中文字幕一区二区三区四区在线 | 久久精品国产乱子伦多人| 一区二区三区日本视频| 国产熟妇疯狂4p交在线播放| 国产精品jizz在线观看老狼| 极品诱惑一区二区三区| 亚洲一区在线二区三区| 国产精品久久久久久| 亚洲欧美日韩综合久久| 亚洲高清精品50路| 91国产自拍精品视频| 后入到高潮免费观看| 久久国产成人午夜av影院| 久久99国产亚洲高清观看首页| 韩国一区二区三区黄色录像| 特黄熟妇丰满人妻无码| 人妻人人澡人人添人人爽人人玩| 在线视频一区二区亚洲| 那有一级内射黄片可以免费看| 狠狠色综合7777久夜色撩人ⅰ| 91精品福利一区二区| 手机在线免费看av网站| 性色视频加勒比在线观看| 国产97色在线 | 日韩| 亚洲日韩区在线电影| 日本啪啪视频一区二区| 妺妺窝人体色www看人体| 国产精品一区二区三区在线观看| 色婷婷综合久久久中文字幕| 久久久精品久久日韩一区综合 | 亚洲av无码专区在线播放中文 | 国产亚洲av手机在线观看| 永久免费视频网站在线|