一種橡膠彈性元件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文主要以橡膠襯套這類典型的橡膠彈性元件為研究對象，對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題進行探討。橡膠襯套廣泛應用在軌道交通行業(yè)，它主要由橡膠體、金屬外套和金屬芯軸組成。由于橡膠材料獨特的超彈性和黏彈性，橡膠襯套既可傳遞載荷，同時在載荷傳遞過程中還能起到消減沖擊和振動的作用。在橡膠襯套的結(jié)構(gòu)設計中，為了避免產(chǎn)生過大的拉應力，一般在橡膠筒外側(cè)開設凹槽以改善其應力狀況。另外對于設計滿足特定的實向和空向剛度之比的橡膠襯套，一般通過開鑿來實現(xiàn)，本文研究了其開鑿孔的

2、厚度、孤長對剛度的影響。此外對于橡膠墊的尺寸優(yōu)化研究也做了一部分工作。
　　本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.對橡膠超彈性本構(gòu)模型的研究進展進行了簡要概述。根據(jù)橡膠標準試樣的單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸力學行為的試驗數(shù)據(jù)，對幾種常用超彈性本構(gòu)模型進行分析，探討了各模型對橡膠材料本構(gòu)行為描述的適用性，給出超彈性本構(gòu)模型的選取策略。結(jié)果表明，Ogden模型（N=3）能很好地描述各變形模式下的應力-應變行為。
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3、.運用ABAQUS平臺下的ATOM優(yōu)化模塊對橡膠襯套進行了優(yōu)化計算。通過計算，在減少橡膠材料用量的同時，有效地降低了最大Mises應力，并且提高了橡膠襯套的剛度。結(jié)果表明，對于橡膠襯套進行開凹槽設計能有效提高新產(chǎn)品的質(zhì)量并降低成本。
　　3.運用基于ABAQUS的Python語言針對橡膠墊和橡膠襯套的開孔設計進行了尺寸優(yōu)化程序的編制。對橡膠墊，通過計算垂向承載下外輪廓線中點的水平位移，來控制外輪廓線的半徑，能為橡膠墊的設計提供有效