橡胶件仿真分析方法论“落地”-以Ansys汽车减振器防尘罩仿真为例
导读：前不久，笔者在仿真秀官网陆续推出了两门行业进阶视频教程 —《动力电池包系统结构 CAE 分析实战》与《汽车电驱动系统 NVH 仿真进阶》，上线后迅速收获了广大用户的热烈关注与喜爱，课程留言区和VIP群满是学习者的好评与技术交流提问，课程播放量更是在短时间内突破万次。
这两门课程均以ANSYS Workbench 平台为核心载体，全程采用 “案例驱动 + 实战演练” 的模式，没有繁杂的理论堆砌，而是聚焦工程实际中的真实问题，从模型搭建、参数设置到结果分析、方案优化，每一步操作都细致拆解、清晰演示。今日我再次对标国际极端工况，在仿真秀官网推出ANSYS新能源汽车悬架系统仿真高级技能进阶课程，帮助理工科学子和工程师掌握这份专业技术能力，详情见后文。
一、写在文前
在新能源汽车悬架系统中，充斥着各种各样的橡胶产品，如衬套、悬置、防尘罩等。其中，减振器防尘罩因其频繁的大变形运动和恶劣使用环境，成为近年来研究热点。
本文将以某新能源车型前减振器防尘罩为研究对象，系统阐述如何在 ANSYS Workbench 中实现橡胶类超弹性材料的非线性建模、大变形分析、自接触处理与疲劳寿命预测，帮助工程师构建一套完整的橡胶件仿真分析方法。
二、研究背景-防尘罩的功能与失效模式
在汽车悬架系统中，防尘罩主要有两大核心功能：
（1）密封防护：防止灰尘、泥水、砂石侵入活塞杆密封区域，避免密封件磨损导致漏油。
（2）适应运动：在减振器压缩与回弹过程中（行程可达±60mm），承受反复折叠变形。
一旦防尘罩发生开裂、撕裂或根部脱胶，将直接引发：
（1）减振器早期漏油
（2）阻尼性能下降
（3）NVH异常（异响）
（4）安全隐患（极端工况下失效）
因此采用CAE仿真手段提前 预测疲劳寿命，已成为产品开发中的关键环节。
三、研究难点分析
与金属结构不同，橡胶类材料具有不可压缩性、超弹性、大变形与粘弹性等特性，以上四个特点相较于传统结构仿真有如下四个难点：
四、超弹性材料模型对比分析
在 ANSYS 中，常用的超弹性模型基于应变能函数W构建。以下是三种主流模型的数学表达与适用性对比。
注：若仅有单轴拉伸试验数据建议使用 2参数Mooney-Rivlin若有完整多工况数据推荐使用 Ogden (N=3)
五、Ansys悬架系统仿真高级技能进阶
本案例节选我的视频课程《ANSYS Workbench新能源汽车悬架系统仿真高级技能》内容之一。课程内容围绕新能源汽车悬架系统的仿真分析展开，核心包括复杂模型处理（如模型简化策略、大规模网格划分技巧）、关键部件分析（转向节刚度与强度分析、防尘罩疲劳分析等）、连接方式模拟（不同螺栓连接方法对比及对仿真结果的影响）、半轴可靠性与挠度分析（在最大纵向力、侧向力、垂向力工况下的响应特性）、悬架振动分析（时域分析法与频域分析法的应用场景和技术要点）等。
课程基于实际案例和行业标准（如 GB 7031《车辆振动输入》），将理论与实践结合，不仅讲解相关理论知识，还传授 ANSYS Workbench 的使用技巧，帮助学员掌握从基础到高级的建模与仿真技能，以应对实际工程中的问题。
本课程还为付费用户提供VIP群、答疑服务、持续加餐内容、提供定制化培训和咨询服务、仿真人才库高新内推就业、仿真秀还提供奖学金、学完此课程，推荐学习者报名参加职业能力等级评价考试，获得由工业和信息化部教育与考试中心核发职业能力等级评价证书。请识别下方二维码试看。
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以下是课程安排：
第1讲：课程综述-上
第2讲：课程综述-下
第3讲：模型处理-模型结构分类与功能说明
第4讲：减振器模型装配-半轴系统模型简化-重复倒角批量删除
第5讲：轮毂系统简化-复杂半轴结构曲面处理思路-螺栓处理技巧-主体分割及合并命令的使用
第6讲：转向节模型处理-轴承室处理关键点介绍-减振器上下印记面标记及接头重新建模技巧
第7讲：转向节紧急制动工况、弯曲工况、扭转工况刚度、强度分析-载荷数值计算-材料选择-圆柱坐标系使用方法
第8讲：转向节刚度、强度计算及评估
第9讲：防坐罩-超弹性材料属性添加-边界条件设置及变形疲劳分析
第10讲：MPC螺栓连接·连接接触设置-非对称及修剪行为控制-检测方法选择-六面体螺栓划分
第11讲：梁单元螺栓连接·特殊梁单元预紧力设置方法-不同螺栓模拟方式对比分析
第12讲：半轴结构扭转、侧向、垂向力工况分析及可靠性评估
第13讲：半轴挠度分析-轴承单元的添加及注意事项-沿结构表面路径的设定及变形提取
第14讲：悬架系统时域瞬态振动分析-时域分析法-子模型法分析减振器疲劳变形情况
来源：仿真秀App
