0  前言

橡胶由其高弹性和阻尼特性被广泛的使用在汽车隔振系统上，排气系统的橡胶隔振系统由吊耳 挂钩和橡胶吊耳组成，其主要作用是将排气系统悬挂于汽车底盘下方，并保证排气系统在运行过程 中不与其他部件发生位移干涉；隔离由排气系统传递给汽车底盘的振动，降低排气系统振动噪声

[1,2,3]

橡胶本构模型

橡胶为典型的非线性材料，其材料的应力-应变曲线呈非线性关系，在描述橡胶力学特性的本构 模型中，目前最常用的有 Yeoh 模型、Ogden 模型、Mooney-Rivlin 模型等，不同本构模型的适用范 围不同，Mooney-Rivlin 模型适用于单轴拉伸状态下应变量不超过 150%情况下橡胶的力学行为预测； Yeoh 模型适合于大应变范围和含填充材料的橡胶力学行为；Ogden 模型适用于双轴拉伸和平面拉 伸状态下的橡胶力学行为

[4]

。本文研究的橡胶吊耳处于单轴拉伸状态，且应变范围小于 150%，故选择 Mooney-Rivlin 模型作为本文的超弹性本构模型。Mooney-Rivlin 模型的应变能函数为

[5]

C

10

、C

01

和 D

1

为材料模型常数，J 为弹性体积比，I

1

、I

2

为第一、二阶应变不变量，初始 剪切模量 u

0

和初始体积模量 k

0

由下式关系求出：

本文的橡胶吊耳材料为三元乙丙橡胶，选定超弹性本构模型为 Mooney-Rivlin 模型，系数 C

01=

0.478，C

10

=0.02643，D

1

=0。

橡胶结构在受到动态载荷激励时，会体现出阻尼特性，对于这种阻尼特性的描述需要采用粘弹 性本构模型，本文选用频域下的 Prony 级数作为粘弹性本构模型，用 Prony 级数描述橡胶粘弹性的 公式为

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：

橡胶吊耳的动静态特性

现有排气系统橡胶吊耳结构如下所示，包括：上下销轴孔、橡胶支撑块、橡胶侧壁、中间橡胶 条，橡胶吊耳的几何模型如下图所示：

划分吊耳有限元网格模型，网格以三维八节点六面体为主，得到橡胶吊耳的有限元模型如下图2所示，橡胶吊耳受外界载荷力作用时，金属轴销的形状变化可以忽略不计，以销孔中心点为控制 点，刚性耦合销孔内壁吊耳的各个节点。

计算橡胶吊耳的垂向拉伸刚度，如图所示:

吊耳的静刚度分析结果显示，吊耳的静态受力与位移呈线性关系，静态拉伸力的作用下，吊耳的静刚度值为11.6N/mm。

计算吊耳动刚度特性时，选择谐波激励为载荷形式，分析橡胶吊耳在工作范围内（20-300Hz） 不同振幅不同频率下的动刚度特性，如下图所示：

如图所示，当振幅一定时，橡胶吊耳的动刚度在 20-300Hz 频率范围内随频率的增加而增加，且频率越高，吊耳的动刚度增加速率越快。在低频段，即激励在 20HZ....