想法的反弹

Ansys和Endurica如何共同模拟出更好的橡胶汽车零部件。

职业纳斯卡车手小戴尔·恩哈特声称，一个美好的一天至少需要执行三次“燃尽”。¹在高性能车辆中燃烧橡胶会产生大量的发动机噪音、烟雾和轮胎溶解时的车轮旋转。当然，这是令人兴奋的，但这也是普通司机没有的奢侈品。大多数轮胎的材料和结构特性都是专门设计来承受温度和气压波动，负载不平衡，以及长时间日常驾驶带来的应力和应变。在任何一种情况下，无论你是在路上还是在赛道上，都有一些力量在起作用，决定了轮胎的使用寿命。

Endurica与Ansys仿真解决方案合作，为弹性体的疲劳分析提供全面的工具和工作流程，包括仿真和材料表征服务。这些联合模拟支持对橡胶发动机支架、衬套、密封件，当然还有轮胎进行全面分析，以预测和延长这些关键汽车部件的寿命。

Endurica的总裁兼创始人威尔•马尔斯(Will Mars)表示:“汽车需要很多橡胶部件。在最近的一次演讲中，通用汽车高管迈克·安德森谈到了供应链以及他们对橡胶零部件供应商的期望。作为橡胶零件供应商新业务投标包的一部分，耐久性的虚拟验证将在不久的将来成为一项要求。我们与Ansys的合作正在帮助供应商满足这一要求。”

用模拟设定伸展目标

如果您是一家汽车橡胶零件供应商，那么仿真无疑是一种竞争优势。原始设备制造商(oem)通常会从两到五家供应商中寻求投标，以支持一个项目，获胜的供应商将获得一份多年的零件生产合同。胜出的供应商必须带来最大的价值，不仅要优化橡胶的耐用性，还要展示在轻量化、可持续材料和成本方面的优势。在这个阶段，脱颖而出是产品优化的一个功能，Ansys仿真软件确实击中了像Endurica这样的供应商的最佳位置。与此同时，Endurica还为Ansys客户提供行为学方面的支持，帮助他们了解橡胶材料的演变对结构性能的影响，为双方有利可图的联合模拟合作奠定了基础。

汽车橡胶部件经常受到循环加载条件(连续、重复的负载应用)的影响，涉及应力、应变、力和张力的波动，这些波动会导致材料退化并导致疲劳。供应商正在寻找方法，在他们的部件出现在路面上之前预测这些事件。Ansys-Endurica联合仿真伙伴关系的设想是支持橡胶分析。Ansys仿真软件可以根据应力和应变历史计算出结构内部发生的情况。然后Endurica将得到的数据进一步处理。

马尔斯说:“我们的软件会检查每一个元素是否有细微的裂缝。”“如果你给我们Ansys的应力-应变历史以及橡胶化合物的材料特性，我们就可以计算出裂缝形成所需的时间。这就是我们的软件所做的。”

破解应力-应变挑战

Endurica软件中橡胶的疲劳行为用断裂力学参数来表示。对于给定的输入能量(即撕裂能量)，工程师想知道相应的裂纹扩展速率是多少。寿命计算是基于临界面分析，这是一个简单的想法的延伸，在你的橡胶零件的任何地方，你可能有某种类型的微观裂纹前兆。一些前体会比其他前体生长得更快，这取决于当地条件和裂缝的方向。临界平面分析包括对每一个可能的裂纹取向积分裂纹扩展速率规律，然后找到一个产生最短寿命的特定取向。这是基本框架。

轮胎或橡胶密封圈上的一个小裂缝可能听起来不算什么，直到它导致故障。假设一个制造商有价值1000万美元的橡胶产品在役。这些产品中有一定比例可能会出现过早故障。如果你能将这些产品的失败率降低1%，这种增量调整就能显著降低成本。

如果没有模拟，制造商可能要等上几年，他们的零件才会出现早期故障。当这些成本开始累积时，制造商已经对设计做出了承诺——决定已经做出了。预先使用模拟，供应商可以更好地解决故障的可能性，从而减少调整。而且，如果由于新的故障模式而开始进行调整，模拟可以提供最快的调查和响应方法。

什么时候是使用协同仿真工作流的最佳时机?当材料老化或循环软化时。通过联合模拟功能，客户可以确定应力应变场是如何随周期或随时间变化的。在这种情况下，用户需要在Ansys和Endurica软件之间反复切换，以更新力学场和材料性能。这个基本的工作流程可以接受结构有限元分析(FEA)的应力和应变结果，以及通过热有限元分析的温度影响。

Ansys-Endurica合作揭开橡胶材料演变的神秘面纱

Ansys和Endurica携手合作，通过联合模拟，帮助汽车一级供应商预测、识别和解决导致轮胎、衬套、发动机支架和密封件生产失败的汽车相关材料挑战。这种伙伴关系是如何运作的呢?对于给定的橡胶部件，它从由Ansys机械仿真软件，期间指定材料。然后将这些数据加载到Endurica CL中，以计算橡胶部件的疲劳寿命。

如果您想分析一系列负载情况，Ansys数据也可以导入到Endurica DT中，这是一个增量求解器和CL附加组件。Endurica EIE是分析Ansys数据的最快方法，从记录的测试信号(最多六个通道)到疲劳寿命预测。带有CL或DT的Endurica eee也可以模拟零件在服务中的完整体验。在Ansys的支持下，Endurica成熟的仿真解决方案为弹性体提供了通用的、经过充分验证的疲劳寿命仿真结果，以确定橡胶随时间的变化以及汽车部件的剩余寿命。

考虑液压支架分析，这是一种橡胶部件，负责车辆的隔振。如果橡胶在轴向上下加载，它的疲劳是怎样的?为了回答这个问题，用户可以首先进入Ansys建立一个模型，然后在他们通过模型时求解应变的历史。一旦确定，结果可以发送到Endurica进行进一步的模拟，然后返回并计算相应的疲劳寿命。在Mechanical中建立材料定义，然后将应变历史和时间尺度导出到Ansys Workbench中，然后在CL中建立仿真。

“Ansys在橡胶材料建模方面有着悠久的历史，”Mars说。Ansys机械公司为众多超弹性函数提供了非常好的支持，以帮助理解非线性应力应变行为、有限应变、有限变形以及与橡胶部件相关的其他现象。而且，它们具有准确表示这些组件将接触到的所有环境因素所需的能力。”

如果您想了解更多关于Ansys-Endurica联合仿真合作伙伴关系的信息，包括用于成功分析橡胶成分的独特工作流程，您可以查看网络研讨会获得橡胶耐久性正确，具有Endurica在需求。

如何燃烧橡胶| GQ2003年8月2日。