【摘要】：橡膠襯套是整車系統(tǒng)中很重要的一種零部件,襯套的剛度對整車的操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。襯套的剛度主要由橡膠襯套的材料及襯套的結(jié)構(gòu)決定。本文依托于某企業(yè)的襯套設(shè)計(jì)開發(fā)項(xiàng)目做了以下相關(guān)研究:如何通過橡膠不完整的力學(xué)特性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),反求橡膠的本構(gòu)參數(shù);對在缺乏橡膠襯套材料參數(shù)的情況下,如何通過不完全的剛度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反求橡膠襯套材料參數(shù);基于網(wǎng)格變形技術(shù)對橡膠襯套進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化的技術(shù)進(jìn)行了研究。本文就主要的圍繞這三部分展開了以下工作:1、本文基于橡膠靜態(tài)力學(xué)的研究方法,對橡膠材料進(jìn)行材料力學(xué)特性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):單軸拉伸實(shí)驗(yàn)和平面拉伸實(shí)驗(yàn)。利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對橡膠的超彈性本構(gòu)模型進(jìn)行識(shí)別,并研究了不同本構(gòu)擬合剛度曲線與實(shí)驗(yàn)剛度曲線之間的重合度。經(jīng)過綜合對比,選擇Yeoh本構(gòu)模型作為橡膠襯套本次研究的本構(gòu)模型。2、因?yàn)楝F(xiàn)在很多企業(yè)缺乏對橡膠材料進(jìn)行力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)條件,而且本研究也缺少雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),所以通過材料特性實(shí)驗(yàn)識(shí)別的材料參數(shù)與橡膠材料實(shí)際參數(shù)存在有較大的誤差。為了解決這一問題,本文提出了基于橡膠襯套不完全剛度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對橡膠襯套的材料參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化識(shí)別的方法。首先獲得橡膠襯套的三向?qū)嶒?yàn)剛度曲線和襯套模型的仿真剛度曲線,然后再利用優(yōu)化軟件ISIGHT集成有限元軟件ABAQUS和數(shù)學(xué)軟件MATLAB,以橡膠的材料參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以橡膠襯套實(shí)驗(yàn)剛度曲線和仿真剛度曲線之間的面積差為優(yōu)化目標(biāo),并選擇ISIGHT自帶的優(yōu)化算法NLPQL作為本次參數(shù)優(yōu)化識(shí)別的優(yōu)化算法對橡膠襯套的材料參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化識(shí)別。3、最后本文以優(yōu)化識(shí)別得到的材料參數(shù)作為橡膠襯套的材料參數(shù)。嘗試?yán)肐SIGHT聯(lián)合有限元軟件ABAQUS和網(wǎng)格變形軟件Sculptor對襯套模型建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化模型。模型中以橡膠襯套結(jié)構(gòu)中的某些結(jié)構(gòu)尺寸為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量,以橡膠襯套的目標(biāo)剛度為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù),選用NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法作為本次優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化算法。最終獲得符合設(shè)計(jì)要求的橡膠襯套模型,該模型證明了基于網(wǎng)格變形技術(shù)對超彈性材料結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的流程自動(dòng)化這種方法的可行性,為相關(guān)的元件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種參考方法。
【圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 研究背景及意義隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，在汽車可靠性能得到極大保證的前提下，開始對汽車操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性提出了更高的要求，并且汽車的操縱穩(wěn)定性和舒適性也成為了衡量汽車優(yōu)劣的重要指標(biāo)。在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，汽車各零部件之間是通過剛體連接的，地面的激勵(lì)被直接的傳遞到車身，從而振動(dòng)感特別強(qiáng)烈。隨著橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來越多的橡膠元件被應(yīng)用到汽車各個(gè)部件上，如圖 1-1 為整車上常見的幾種橡膠元件。橡膠襯套作為車身系統(tǒng)中的連接件，不僅能夠起到傳遞載荷、減振降噪的作用，還能在一定程度上彌補(bǔ)制造公差。

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2592782