ДИНАМИКА, ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ
УДК 539.3
А. Е. Б е л к и н, Д. С. Х о м и н и ч
РАСЧЕТ БОЛЬШИХ ДЕФОРМАЦИЙ АРОЧНОГО
АМОРТИЗАТОРА С УЧЕТОМ ОБЪЕМНОЙ
СЖИМАЕМОСТИ РЕЗИНЫ
Представлена теория расчета больших деформаций резиновых де-
талей амортизаторов методом конечных элементов в смешанной
форме с независимой аппроксимацией перемещений и гидростати-
ческого давления. Для описания упругости резины применена мо-
дель слабосжимаемого неогуковского материала. На примере рас-
чета арочного амортизатора показано, что разработанная мате-
матическая модель обеспечивает высокую точность построения
нагрузочных характеристик. Приведены результаты расчетного и
экспериментального исследований деформаций резиновой детали
амортизатора А-2000.
E-mail:
Ключевые слова
:
арочный амортизатор, резина, слабосжимаемый ма-
териал, большие деформации, метод конечных элементов, смешанная
формулировка.
В расчетах резинотехнических изделий резину часто рассматрива-
юткак несжимаемый материал. Эта модель обеспечиваетдостаточную
точность расчетов, если напряженное состояние резиновой детали ха-
рактеризуется невысокими значениями компонент шарового тензора
напряжений при существенных компонентах девиатора. В низких ре-
зинометаллических амортизаторах (рис. 1) вследствие стеснения попе-
речных деформаций большой объем резины можетнаходиться в усло-
виях всестороннего сжатия. Поэтому предположение об абсолютной
несжимаемости резины может привести к значительным погрешно-
стям при определении напряжений и вычислении жесткости аморти-
затора.
Влияние сжимаемости резины на расчетные характеристики ароч-
ных амортизаторов изучалось в работе [1], где численный анализ про-
водился МКЭ в форме метода перемещений. К сожалению, в задачах
со слабосжимаемым материалом применение метода перемещений со-
провождается эффектом объемного заклинивания решения с искаже-
нием результатов [2]. В настоящей работе для преодоления эффекта
заклинивания и повышения точности расчетов применяется МКЭ в
смешанной формулировке с независимой аппроксимацией перемеще-
ний и гидростатического давления.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 2 3
