轿车悬架橡胶衬套力学性能估算与Ogden模型验证

"基于“双法多程式”的悬架橡胶衬套力学性能估算与试验验证 (2014年)" 是一篇工程技术领域的论文，主要探讨了如何通过理论计算和实验验证来评估橡胶衬套的力学性能，以便更好地理解其对车辆性能的影响。 在这篇论文中，研究人员选取了轿车麦弗逊悬架中的橡胶衬套作为研究对象。他们首先推导了应变能密度函数方程，这是分析材料力学性能的基础，因为它能够描述材料在受力状态下的能量变化。接着，他们采用了几种不同的本构模型，包括Yeoh模型、Van der Waals模型以及Ogden (N=3)模型，来估算NR55橡胶材料的力学特性。这些本构模型是用来描述非线性弹性材料的行为，尤其是像橡胶这类材料在大变形时的应力应变关系。 通过对NR55橡胶的实验数据进行比较，研究者发现Ogden (N=3)模型在估算衬套的结构力学性能方面表现最优。Ogden模型是一种常用于橡胶等非线性弹性体的多项式模型，能够更精确地模拟材料的非线性行为。在模型参数优化过程中，他们设定了多材料系数μ1，μ2，μ3，α1，α2，α3作为优化变量，并赋予初值，通过一系列计算来估算衬套的力学性能，并与结构试验的结果进行对比，以检验模型的准确性。 论文中提到的优化目标是实现“面积重合”和“位移相等”，这表明研究者在寻找最佳模型时，不仅关注模型预测的应力应变曲线与实验数据的形状匹配程度，还考虑了位移曲线的一致性。为了达到这个目标，他们应用了自适应响应面法进行多次迭代，最终识别出一组能够准确估算衬套力学性能的本构模型系数。 在完成多次迭代后，研究人员用最后一次估算的系数值来拟合新的力学性能曲线，并将其与基础试验的估算曲线和实际结构试验的刚度曲线进行了比较。结果显示，径向和轴向的刚度误差都在9.1%以内，考虑到工程实践中的各种不确定性，这个误差范围被认为是可接受的。因此，论文得出结论，所提出的方法是可行的，可以推广应用于其他类似的研究中。 这篇论文的关键点在于提出了一个有效的估计算法，结合理论和实验，为橡胶衬套的力学性能分析提供了新的工具，对于车辆悬架系统的设计和优化具有重要的参考价值。同时，它也强调了在处理非线性材料问题时，选择合适的本构模型和优化方法的重要性。