沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法技术

本发明专利技术公开了一种沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法，按以下步骤进行：S1、基于Ansys Workbench的Ogden foam本构模型，运用非线性最小二乘法，拟合单层聚合物泡沫在单轴压缩测试的应力应变关系，获得单层聚合物泡沫的测试参数；S2、基于Ansys Workbench的Ogden本构模型，拟合单层面料的应力应变关系，获得单层面料的测试参数；S3、根据单层聚合物泡沫的测试参数和单层面料的测试参数，利用有限元仿真进而预测聚合物泡沫搭配面料组合的应力应变关系。本发明专利技术可以有效预测沙发座面弹性材料组合的应力应变关系，进而方便后续改良和优化沙发座面弹性材料，具有简单实用的优点。实用的优点。实用的优点。

【技术实现步骤摘要】
沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法


[0001]本专利技术涉及沙发性能测试领域，具体涉及一种沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法。

技术介绍

[0002]沙发座面的舒适性与其弹性材料的搭配组合息息相关。一直以来，沙发企业和设计师在选择搭配弹性材料时主要依靠单轴压缩测试分析和工人经验。但是，市场上的弹性材料如聚合物泡沫、弹簧、绷带、面料等种类繁多，仅依靠传统的单轴压缩实验难以系统量化数量庞大的弹性材料组合的应力应变关系。近年来，有限元分析法由于其直观性、时效性等优势被广泛运用于工程力学的仿真模拟。有限元分析法可以通过建模来量化数量庞大的组合模型，同时还能准确的对其进行受力分析。因此，利用有限元分析法来研究沙发座面弹性材料的应力应变关系具有重要意义。在座椅舒适度领域，较多的关注点在于单层聚合物泡沫在单轴或多轴下的受压屈服情况，而对多层聚合物泡沫或聚合物泡沫搭配面料组合的应力应变关系的研究不多，缺乏一个简单实用的分析方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种沙发座面弹性材料的应力应变关系的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法，其特征在于：按以下步骤进行：S1、基于Ansys Workbench的Ogden foam本构模型，运用非线性最小二乘法，拟合单层聚合物泡沫在单轴压缩测试的应力应变关系，获得单层聚合物泡沫的仿真材料参数；S2、基于Ansys Workbench的Ogden本构模型，拟合单层面料的应力应变关系，获得单层面料的仿真材料参数；S3、根据单层聚合物泡沫和单层面料的仿真材料参数，利用有限元仿真预测聚合物泡沫搭配面料组合的应力应变关系。2.根据权利要求1所述的沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法，其特征在于：在Ansys Workbench的Ogden foam本构模型中，单层聚合物泡沫的弹性由弹性变形的势能来表示，其应变能势是基于左柯西
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格林张量的主要拉伸量，并由下式给出：上式是基于对单层聚合物泡沫轴向拉伸试验，其参数定义如下：u
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为剪切模量的初始系数，α
i
为材料的基本参数，β
i
为可压缩系数，J为弹性体积比，λ
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为主伸长量，N为模型的阶数；简化上式，对应变能势W求主伸长方向λ2的求导，名义应力σ在主伸长方向λ2荷载方向上计算为：其中：λ2表示为：式中，λ为拉伸方向的伸长量，L为聚合物泡沫试件未变形时轴压方向上长度，ΔL为聚合物泡沫试件轴向压量，ε为伸长方向上的应变；弹性体积比J＝λ1λ2λ3，式4；式中，在单层聚合物泡沫形变中，在泊松比v
i
为0的情况下忽略在λ1方向和λ3方法上的拉伸量，即λ2＝λ，λ1＝λ3＝1；可压缩系数式中，在泊松比v
i
为0的情况下，可压缩系数β
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也为0；由单轴压缩测试过程中，弹性体积比J定义为λ2方向上的伸长比，因此可推导出应力应变关系的公式，其过程如下：
式中，v0表示为聚合物泡沫试件变形后的体积，v为聚合物泡沫试件未变形的体积；聚合物泡沫单轴压缩时λ2方向上的伸长比表示为：将式6和式7代入式1中，再对应变能势求主伸长方向的求导，从而推出单轴压缩下聚合物泡沫的名义应力应变关系：3.根据权利要求2所述的沙发座面弹性材料的应力应变关系的有限元分析方法，其特征在于：在拟合单层聚合物泡沫在单轴压缩测试的应力应变关系中，通过反分析法来不断...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玲玲，李伟康，张婷，余肖红，钟文翰，
申请(专利权)人：喜临门家具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：