某大型挖掘机发动机橡胶悬置如图1所示。挖掘机工作过程中，悬置不仅承受发动机自身的激振力，在挖掘作业中还需承受巨大的冲击载荷，悬置需产生大的变形来吸收冲击，所以悬置的受力状态对其寿命和可靠性非常重要，而悬置的刚度和安装位置又决定了发动机的隔振率和能量解耦率。研究旨在于通过橡胶材料本构方程提供一种能分析橡胶件力学性能的方法。
（1）超弹性材料模型
橡胶这种超弹性材料的力学分析不能像线弹性那样只靠弹性模量和泊松比，而是需通过橡胶试样实验得到材料应力应变数据，通过拟合实验数据得到材料本构模型的系数。描述超弹性材料特征的有效理论之一是基于应变能密度函数的本构理论。
（2）悬置刚度有限元分析
发动机悬置的安装结构如图2所示，从上到下依次为限位罩、悬置、发动机支腿、悬置、限位罩和转台支架。2个悬置、2个限位罩及下支架通过螺栓拧成一个整体的悬置系统，产生固定悬置的预压紧力，所以悬置的刚度应考虑螺栓对悬置的预压缩。限位罩能使发动机支架在轴向±4mm、径向±2mm内移动。
悬置的有限元分析模型如图3所示，因为悬置的铁芯及圆盘与橡胶硫化在一起，为降低计算量，可直接用刚性边界条件替代；由于橡胶悬置轴对称，故只计算1/2对称模型。材料肖氏硬度为60。
静刚度分析步骤如下：（1）固定悬置的圆盘，将上限位罩下移10mm、铁芯下移2.5mm，到达实际拧紧状态，将悬置的圆盘正、负向分别移动4mm，得到轴向刚度。（2）将上限位罩下移10mm、铁芯下移2.5mm，到达实际拧紧状态，下圆盘径向移动2mm，得到径向刚度。
（1）通过建立超弹性模型，分析了橡胶悬置的轴向、径向刚度，与试验结果对比误差较小，能够满足工程应用，为后续悬置优化及应力、应变分析提供依据。
（2）分析了拧紧量与悬置轴向刚度的关系，确定了悬置的最小拧紧量，可为后续改进提高悬置疲劳强度提供依据。 2100433B
