Endurica 2026年会笔记：磨损建模和大裂纹分析在路上了

导语：做橡胶产品台架试验的工程师，可能都遇到过这个场景：手里握着完整的道路载荷谱，想跑台架验证，但一看设备要求——多轴加载、高精度控制，设备成本动辄数百万。道路载荷谱记录通常包含数百万个时间步，直接跑台架试验，不仅设备门槛高，试验周期也长。衬套块谱台架试验传统做法是简化成块谱，但这种简化依赖人工判断，精度没有保证，容易导致预测的寿命和失效模式与实际情况不符。有没有一种方法，既能把道路载荷谱简化成可执行的块谱，又不丢精度？Endurica提供了一套完整的块谱转换解决方案。01块谱转换的核心价值在台架试验块谱转换的核心目的，是将路试中变幅值的随机载荷转化为等幅值的块谱，用于台架试验验证。原始路谱原始路谱是多通道时域信号，要在台架上真实复现，通常需要能够加载道路谱载荷的试验系统，设备投入不菲。块谱转换之后，载荷变成少数几个等幅块，可以在普通试验机上运行，大幅降低设备门槛。同时，块谱也能显著缩短试验周期，有研究将块谱的总循环次数控制在30万次以内，大幅提升了验证效率。简化块谱下面用一个案例说明块谱转换的价值。02真实案例：多通道路谱→块谱的完整验证Endurica与通用汽车、Tenneco联合开展了一项研究，对某悬架衬套进行了多通道路谱到块谱的完整验证。该案例的流程为：衬套承受11个不同路面的载荷事件，包含6通道（3个力+3个力矩）的道路载荷输入。先通过有限元模型计算载荷空间网格点的应力/应变解，再用EnduricaEIE插值生成完整的应力应变历史，最后计算损伤累积和疲劳寿命。耐久性试验工况信息统计表试验验证方面，衬套在台架上按照块谱载荷运行到1轮疲劳载荷时未见失效，运行到3轮疲劳载荷后才在多处出现裂纹。仿真预测的裂纹出现时机和位置与台架试验结果高度吻合。该研究的计算结果表明：整个11个道路谱的完整载荷历程可以在工程开发早期的时间尺度内完成分析。03Endurica如何处理块谱转换01第一步：载荷空间映射EnduricaEIE支持最多6个独立通道（力、位移、转角均可）。每个通道可独立定义范围，自动生成非线性插值映射表，将复杂的多通道载荷快速转化成可计算的道路载荷谱对应的应变历程。六维特征载荷路径的网格点（红色）与六通道路谱载荷数据（蓝色）叠加显示在15个独立的二维子空间投影上。该特征载荷路径能够对复杂、多维的载荷包络进行精确表征、离散化，并用于高度非线性响应的插值。02第二步：道路谱疲劳耐久仿真分析使用Endurica软件对产品进行疲劳耐久仿真分析，通过疲劳耐久仿真分析查找到最危险的单元；03第三步：基于危险单元块谱载荷简化使用Enduricablock_cycle关键字，针对危险单元进行块谱载荷简化；Enduricablock_cycle定义04第四步：多轴块谱生成如下图所示，针对疲劳危险单元block_cycle分析结果，其中每一行代表一个块谱载荷，“count”列为循环次数，仅大于0的块谱是有意义的，“FCGR_B@C0”为各个块谱对应的损伤，damagefraction为各个块谱损伤占比，分析可知前三个块谱对产品疲劳损伤有显著的贡献，因此该道路谱可以简化为3个块谱“IRepMin”和“IRepMax”给定了块谱载荷峰值对应的载荷序列号，可在载荷谱中查找该载荷序列号对应的多通道载荷。简化后块谱载荷转化后块谱04什么时候需要块谱转换以下几种场景尤其适合：台架试验设备受限台架试验设备加载自由度有限，无法复刻进行道路谱多轴载荷加载条件；需要快速验证方案迭代多次改型需要反复验证，试验周期压力大，仿真压力大；如果你的工况符合以上任意一条，块谱转换值得考虑。05总结块谱转换不是靠人工经验拍脑袋，常规的基于金属线性累积损伤的方法不适用橡胶块谱简化。本方法基于Endurica疲劳耐久仿真分析结果查找危险单元，并针对危险单元进行块谱载荷简化，简化后的载荷谱即可用于台架试验，又可以用于后续疲劳仿真计算；易瑞博科技（天津）有限公司是Endurica在中国地区的战略合作伙伴，能够为您提供从橡胶产品材料测试到疲劳仿真分析的全流程技术支持。公司曾参与多项橡胶材料国家标准的起草，在橡胶衬套等产品的路谱仿真和块谱转换方面积累了多个成功案例。来源：Endurica