当我谈橡胶零件有限元仿真时我想谈些什么

yespin

在汽车领域，橡胶零件的刚度、强度耐久仿真分析，主要针对各杆件、摆臂件连接处的橡胶衬套，以及动力总成系统的悬置橡胶件，它们的结构从最简单的圆柱实心体到稍复杂的圆筒空心再到更复杂一些的人字形/梯形，还有最复杂多变的带液压腔的悬置衬套等等，关于这些橡胶零件的仿真分析，有以下几点想说一下：
1，橡胶件在建模时需要划分为六面体网格（六面体网格的划分难度，懂的都懂），再加上前期对实体几何的处理，这个前处理工作耗费大量工时，几乎占了整个分析工作的70%以上。
2，由于橡胶零件制作工艺的特殊性（开模尺寸精度、材料本身的热膨胀、冷缩，成型后的缩颈，等等），仿真分析需要的几何数模就不会（很难）有比较真实(尺寸准确）的，尤其是橡胶体量较小的零件，几何数模的尺寸与实际零件的尺寸相差的比例就更大了。源头不准确，结果可信度怎能保证？
3，橡胶材料的模拟。橡胶配方一直是个黑匣子，目前对橡胶材料（天然橡胶，等）的模拟，主要还是基于连续介质力学的唯象理论，用表达式来描述所观察到的橡胶应力-应变关系，即常见的Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等本构材料模型，仿真分析需要输入这些模型的参数，而这些参数则需要把橡胶拿去进行各种拉伸测试（单轴、等双轴、平面拉伸等）获得原始应力应变数据来拟合获得，这个过程既费钱又费时，并且还不能共用，毕竟 不同零件 不同供应商 不同批次用的橡胶材料都可能不一样，这次测得的本构参数，下回就用不了了。但总不可能每次分析零件前都可以先测材料参数吧？
4，橡胶的疲劳分析理论还不成熟，总不可能沿用金属材料损伤线性累积那一套理论吧，起码得有一条基本的橡胶的e-N疲劳寿命曲线，除此之外，很多文献/测试机构有各种橡胶疲劳理论或专门的橡胶分析软件，但总感觉工程应用性稍差了那么一点意思。
     综上所述，感觉橡胶件的有限元分析是一项吃力不讨好的性价比很低的工作，在一些有实力的零件供应商那儿可能还会对仿真有相关的投入，但在整车企业的设计研发中，很难会对这些小零件专门投入时间精力和资金。