【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静刚度高效仿真分析，具体来讲是一种预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法。
技术介绍
1、预压缩式双软垫悬置的核心组成为上下两个橡胶悬置，一般为回转体形式，两个橡胶悬置之间夹有一个支架(一般为钣金件或铸件)，双软垫上下各有一个垫片，中心轴位置一般为金属导管。
2、预压缩式双软垫悬置的装配方式为：用长螺栓，沿着导管中心，按上垫片、上悬置、支架、下悬置、下垫片的顺序紧固连接，螺栓锁紧后，导管通过螺栓将上下垫片连为整体；因为导管高度小于上下悬置加支架的总高度，所以锁紧过程会让上下垫片和支架对上下悬置产生轴向的压缩过程；使得装配后整个悬置总成呈现预压缩的状态，此时整个悬置达到初始工作状态。
3、所有悬置的功能都可简述为两个方面：为两个结构提供中间的弹性连接和减振隔振功能；从隔振的角度，这两个结构一般被称为主动端和被动端；被动端相对于主动端可以近似视为固定不动，所以悬置的工作模式可以简化为被动端为橡胶体提供反力，使橡胶体能支撑住主动端并提供弹性及隔振。
4、在预压缩型双软垫悬置上，上垫片、导管、下垫片、螺栓一般与主动端连接，支架与被动端连接；为了便于装配，橡胶体与支架之间一般都没有硫化粘结，如果有没有预压缩，当主动端在轴向上发生大位移时，橡胶体有可能与支架发生脱离，导致反力无法传递，甚至偏斜从而失去功能。所以预压缩是为了提供足够的预压缩位移，保证极限大位移时橡胶体不与支架发生脱离。
5、参见图1～图6所示，传统的静刚度测试方法：支架作为被动端，通过工装固定于测试设备底座上提
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，简化了参与计算的模型，简化了接触、绑定、约束，调整了载荷加载方式；通过以上简化，减少了计算算力消耗，减少了前处理和计算时间消耗，同时还能保证计算结果不变。
2、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，包括：
3、前处理：获取双软垫悬置的实体网格模型，并省略近似刚性体，仅保留橡胶体；近似刚性体与橡胶体之间的相对关系则利用简易单元进行简化替代，形成虚拟相对关系；
4、加载和约束设置：利用虚拟相对关系，从两个橡胶体中间分别向两端压缩，完成预压缩后再加载计算刚度；
5、后处理：根据受到的反力和位移，画出轴向静刚度曲线和/或径向静刚度曲线。
6、在上述技术方案的基础上，前处理具体包括：
7、网格处理：全部组件直接按预压缩后的高度l1装配；获取双软垫悬置的实体网格模型，并省略垫片、导管和中支架，仅保留橡胶体；此时中支架高度转变为虚拟的空间高度g0。
8、在上述技术方案的基础上，前处理具体还包括：
9、接触设置：设置rp-1控制点，与上橡胶体上粘结面及下橡胶体下粘结面用刚性杆单元耦合，等效于上下垫片、导管、螺栓的紧固结合体；
10、设置rp-2控制点，与上橡胶体下表面用刚性杆单元耦合，等效于中支架上表面；
11、设置rp-3控制点，与下橡胶体上表面用刚性杆单元耦合，等效于中支架下表面。
12、在上述技术方案的基础上，前处理具体还包括：赋材料参数。
13、在上述技术方案的基础上，加载和约束设置具体包括：
14、initial：rp-1控制点和其耦合的区域固定不动，rp-2控制点、rp-3控制点和其耦合的区域除轴向自由外，其余5dof均固定约束；
15、step_1：rp-2控制点和其耦合的区域上行，rp-3控制点和其耦合的区域下行，使g0高度扩展为g1高度，等效于完成了对橡胶体的预压缩流程；完成预压缩后，组件总高度l1，虚拟中支架高度g1；
16、step_2：rp-1控制点和其耦合的区域在轴向施加位移和/或rp-1控制点和其耦合的区域在径向施加位移。
17、在上述技术方案的基础上，后处理具体包括：读取rp-1控制点在轴向受到的反力和位移，画出轴向静刚度曲线和/或读取rp-1控制点在径向受到的反力和位移，画出径向静刚度曲线。
18、在上述技术方案的基础上，双软垫悬置静刚度ks为：
19、
20、式中，d为计算刚度所加载的位移；f加载后橡胶压缩，rp-1控制点所呈现的反力。
21、本专利技术的有益效果在于：
22、1、本专利技术大幅简化了需要参与计算的组件数量，仅需要考虑橡胶体即可，提高前处理效率。网格处理时间最多可从2小时可缩减至0.3小时。
23、2、本专利技术大幅减少了前处理中需要设置摩擦接触的界面区域。
24、3、本专利技术中，由于参与组件和摩擦接触的减少，非线性求解器计算效率大幅提高。
25、4、本专利技术中，由于参与组件和摩擦接触的减少，同时大幅提高了非线性求解器的收敛率。
26、5、本专利技术由于是等效简化了金属结构，不影响橡胶体的受力和变形，预压缩后关键高度l1和g1与传统方法及现实样件均相同。因此高效新方法的解算结果仍能保证与实测结果95％以上的准确率。
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1.一种预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体包括：
3.如权利要求2所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体还包括：
4.如权利要求3所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体还包括：赋材料参数。
5.如权利要求3所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，加载和约束设置具体包括：
6.如权利要求5所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，后处理具体包括：读取RP-1控制点在轴向受到的反力和位移，画出轴向静刚度曲线和/或读取RP-1控制点在径向受到的反力和位移，画出径向静刚度曲线。
7.如权利要求6所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于：双软垫悬置静刚度Ks为：
【技术特征摘要】
1.一种预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体包括：
3.如权利要求2所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体还包括：
4.如权利要求3所述的预压缩式双软垫悬置的静刚度高效仿真分析方法，其特征在于，前处理具体还包括：赋材料参数。
5.如权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹立峰，赵星辰，田江，史牧华，赵炀，王学全，
申请(专利权)人：十堰东森汽车密封件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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