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Constitutive Model of High-Damping Rubber Materials / Yoshida, Junji in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°2 (Fevrier 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°2 (Fevrier 2004) . - 129-141 p. Titre : Constitutive Model of High-Damping Rubber Materials Titre original : Modèle Constitutif des Matériaux en Caoutchouc d'Atténuation Elevés Type de document : texte imprimé Auteurs : Yoshida, Junji, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Fujino, Yozo ; Abe, Masato, Auteur Article en page(s) : 129-141 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Constitutive  models  Damping  Rubber  Mathematical  models  Modèles  constitutifs  Atténuation  Caoutchouc  Modèles  mathématiques Index. décimale : 621.34 Résumé : A mathematical model of high-damping rubber materials is developed. First the material experiments necessary for modeling are systematically conducted. Then, on the basis of the results of the material experiments, a constitutive model for rubber materials is proposed. The model is decomposed into two parts. The first part consists of an elastoplastic body with a strain-dependent isotropic hardening law and it represents the energy dissipation of the material, while the second part consists of a hyperelastic body with a damage model and it expresses the evolutional direction of the stress tensor. By comparing the experimental results with the simulation by the model, the model is found to well approximate the behaviors of high-damping rubber materials. Finally, a hybrid analysis method is proposed. In this method, the strain field of laminated rubber bearings measured by image processing is combined with the numerical analysis to confirm the applicability of the proposed model to the bearing. In addition, by this hybrid analysis method, the bulk modulus of rubber material is also computed. Un modèle mathématique des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés est développé. D'abord les expériences matérielles nécessaires pour modeler sont systématiquement entreprises. Puis, sur la base des résultats des expériences matérielles, on propose un modèle constitutif pour les matériaux en caoutchouc. Le modèle est décomposé en deux parts. La première partie se compose d'un corps élastoplastique avec une loi durcissante isotrope dépendante de contrainte et elle représente la dissipation d'énergie du matériel, alors que la deuxième partie se compose d'un corps hyper-élastique avec un modèle de dommages et elle exprime la direction évolutive du tenseur d'effort. En comparant les résultats expérimentaux à la simulation par le modèle, le modèle s'avère pour jaillir approximatif les comportements des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés. En conclusion, on propose une méthode hybride d'analyse. Dans cette méthode, le champ de contrainte des roulements en caoutchouc stratifiés mesurés par le traitement d'image est combiné avec l'analyse numérique pour confirmer l'applicabilité du modèle proposé au roulement. En outre, par cette méthode hybride d'analyse, le module en bloc du matériel en caoutchouc est également calculé. En ligne : jyoshida@ccn.yamanashi.ac.jp, masato@bridge.t.u-tokyo.ac.jp, fujino@bridge.t.u-t [...] [article] Constitutive Model of High-Damping Rubber Materials = Modèle Constitutif des Matériaux en Caoutchouc d'Atténuation Elevés [texte imprimé] / Yoshida, Junji, Auteur ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique ; Fujino, Yozo ; Abe, Masato, Auteur . - 129-141 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°2 (Fevrier 2004) . - 129-141 p. Mots-clés : Constitutive  models  Damping  Rubber  Mathematical  models  Modèles  constitutifs  Atténuation  Caoutchouc  Modèles  mathématiques Index. décimale : 621.34 Résumé : A mathematical model of high-damping rubber materials is developed. First the material experiments necessary for modeling are systematically conducted. Then, on the basis of the results of the material experiments, a constitutive model for rubber materials is proposed. The model is decomposed into two parts. The first part consists of an elastoplastic body with a strain-dependent isotropic hardening law and it represents the energy dissipation of the material, while the second part consists of a hyperelastic body with a damage model and it expresses the evolutional direction of the stress tensor. By comparing the experimental results with the simulation by the model, the model is found to well approximate the behaviors of high-damping rubber materials. Finally, a hybrid analysis method is proposed. In this method, the strain field of laminated rubber bearings measured by image processing is combined with the numerical analysis to confirm the applicability of the proposed model to the bearing. In addition, by this hybrid analysis method, the bulk modulus of rubber material is also computed. Un modèle mathématique des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés est développé. D'abord les expériences matérielles nécessaires pour modeler sont systématiquement entreprises. Puis, sur la base des résultats des expériences matérielles, on propose un modèle constitutif pour les matériaux en caoutchouc. Le modèle est décomposé en deux parts. La première partie se compose d'un corps élastoplastique avec une loi durcissante isotrope dépendante de contrainte et elle représente la dissipation d'énergie du matériel, alors que la deuxième partie se compose d'un corps hyper-élastique avec un modèle de dommages et elle exprime la direction évolutive du tenseur d'effort. En comparant les résultats expérimentaux à la simulation par le modèle, le modèle s'avère pour jaillir approximatif les comportements des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés. En conclusion, on propose une méthode hybride d'analyse. Dans cette méthode, le champ de contrainte des roulements en caoutchouc stratifiés mesurés par le traitement d'image est combiné avec l'analyse numérique pour confirmer l'applicabilité du modèle proposé au roulement. En outre, par cette méthode hybride d'analyse, le module en bloc du matériel en caoutchouc est également calculé. En ligne : jyoshida@ccn.yamanashi.ac.jp, masato@bridge.t.u-tokyo.ac.jp, fujino@bridge.t.u-t [...]

Simultaneous Optimal Distribution of Lateral and Longitudinal Tire Forces for the Model Following Control / Mokhiamar, Assama in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 753-763 p. Titre : Simultaneous Optimal Distribution of Lateral and Longitudinal Tire Forces for the Model Following Control Titre original : Distribution Optimale Simultanée des Forces Latérales et Longitudinales de Pneu pour le Modèle Après Commande Type de document : texte imprimé Auteurs : Mokhiamar, Assama, Auteur ; Abe, Masato, Auteur Article en page(s) : 753-763 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distribution  de  force  de  pneu  Optimisation  Force  longitudinale  Force  latérale  Commande  du  conducteur  Contrainte  Frottement  Amplitude  d'angle Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a proposed optimum tire force distribution method in order to optimize tire usage and find out how the tires should share longitudinal and lateral forces to achieve a target vehicle response under the assumption that all four wheels can be independently steered, driven, and braked. The inputs to the optimization process are the driver's commands (steering wheel angle, accelerator pedal pressure, and foot brake pressure), while the outputs are lateral and longitudinal forces on all four wheels. Lateral and longitudinal tire forces cannot be chosen arbitrarily, they have to satisfy certain specified equality constraints. The equality constraints are related to the required total longitudinal force, total lateral force, and total yaw moment. The total lateral force and total moment required are introduced using the model responses of side-slip angle and yaw rate while the total longitudinal force is computed according to driver's command (traction or braking). A computer simulation of a closed-loop driver-vehicle system subjected to evasive lane change with braking is used to prove the significant effects of the proposed optimal tire force distribution method on improving the limit handling performance. The robustness of the vehicle motion with the proposed control against the coefficient of friction variation as well as the effect of steering wheel angle amplitude is discussed. Cet article présente une méthode optima proposée de distribution de force de pneu afin d'optimiser l'utilisation de pneu et découvrir comment les pneus devraient partager les forces longitudinales et latérales pour réaliser une réponse de véhicule de cible dans la prétention que chacune des quatre roues peut être indépendamment orienté, conduit, et freiné. Les entrées au processus d'optimisation sont les commandes du conducteur (angle de roue de direction, pression de pédale d'accélérateur, et pression de frein de pied), alors que les sorties sont les forces latérales et longitudinales sur chacune des quatre roues. Des forces latérales et longitudinales de pneu ne peuvent pas être choisies arbitrairement, elles doivent satisfaire certaines contraintes indiquées d'égalité. Les contraintes d'égalité sont liées à toute la force longitudinale exigée, se montent à la force latérale, et au moment de lacet de total. Toute la force latérale et tout le moment exigés sont présentés en utilisant les réponses modèles de l'angle de glissade et du taux latéraux de lacet tandis que toute la force longitudinale est calculée selon la commande du conducteur (traction ou freiner). Une simulation sur ordinateur d'un conducteur de boucle bloquée que le système de véhicule a soumis au changement évasif de ruelle avec freiner est employée pour prouver les effets significatifs de la méthode optimale proposée de distribution de force de pneu sur améliorer la limite manipulant l'exécution. La robustesse du mouvement de véhicule avec la commande proposée contre le coefficient de variation de frottement aussi bien que l'effet de l'amplitude d'angle de roue de direction est discutée. En ligne : usamam@yahoo.com [article] Simultaneous Optimal Distribution of Lateral and Longitudinal Tire Forces for the Model Following Control = Distribution Optimale Simultanée des Forces Latérales et Longitudinales de Pneu pour le Modèle Après Commande [texte imprimé] / Mokhiamar, Assama, Auteur ; Abe, Masato, Auteur . - 753-763 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 753-763 p. Mots-clés : Distribution  de  force  de  pneu  Optimisation  Force  longitudinale  Force  latérale  Commande  du  conducteur  Contrainte  Frottement  Amplitude  d'angle Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a proposed optimum tire force distribution method in order to optimize tire usage and find out how the tires should share longitudinal and lateral forces to achieve a target vehicle response under the assumption that all four wheels can be independently steered, driven, and braked. The inputs to the optimization process are the driver's commands (steering wheel angle, accelerator pedal pressure, and foot brake pressure), while the outputs are lateral and longitudinal forces on all four wheels. Lateral and longitudinal tire forces cannot be chosen arbitrarily, they have to satisfy certain specified equality constraints. The equality constraints are related to the required total longitudinal force, total lateral force, and total yaw moment. The total lateral force and total moment required are introduced using the model responses of side-slip angle and yaw rate while the total longitudinal force is computed according to driver's command (traction or braking). A computer simulation of a closed-loop driver-vehicle system subjected to evasive lane change with braking is used to prove the significant effects of the proposed optimal tire force distribution method on improving the limit handling performance. The robustness of the vehicle motion with the proposed control against the coefficient of friction variation as well as the effect of steering wheel angle amplitude is discussed. Cet article présente une méthode optima proposée de distribution de force de pneu afin d'optimiser l'utilisation de pneu et découvrir comment les pneus devraient partager les forces longitudinales et latérales pour réaliser une réponse de véhicule de cible dans la prétention que chacune des quatre roues peut être indépendamment orienté, conduit, et freiné. Les entrées au processus d'optimisation sont les commandes du conducteur (angle de roue de direction, pression de pédale d'accélérateur, et pression de frein de pied), alors que les sorties sont les forces latérales et longitudinales sur chacune des quatre roues. Des forces latérales et longitudinales de pneu ne peuvent pas être choisies arbitrairement, elles doivent satisfaire certaines contraintes indiquées d'égalité. Les contraintes d'égalité sont liées à toute la force longitudinale exigée, se montent à la force latérale, et au moment de lacet de total. Toute la force latérale et tout le moment exigés sont présentés en utilisant les réponses modèles de l'angle de glissade et du taux latéraux de lacet tandis que toute la force longitudinale est calculée selon la commande du conducteur (traction ou freiner). Une simulation sur ordinateur d'un conducteur de boucle bloquée que le système de véhicule a soumis au changement évasif de ruelle avec freiner est employée pour prouver les effets significatifs de la méthode optimale proposée de distribution de force de pneu sur améliorer la limite manipulant l'exécution. La robustesse du mouvement de véhicule avec la commande proposée contre le coefficient de variation de frottement aussi bien que l'effet de l'amplitude d'angle de roue de direction est discutée. En ligne : usamam@yahoo.com

Three-Dimensional Finite-Element Analysis of High Damping Rubber Bearings / Yoshida, Junji in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°5 (Mai 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°5 (Mai 2004) . - 607-620 p. Titre : Three-Dimensional Finite-Element Analysis of High Damping Rubber Bearings Titre original : Analyse Tridimensionnelle d'Elément Finie des Roulements en Caoutchouc d'Atténuation Elevés Type de document : texte imprimé Auteurs : Yoshida, Junji, Auteur ; Abe, Masato, Auteur ; Fujino, Yozo ; Watanabe, Hiroshi ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique Article en page(s) : 607-620 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite  element  method  Base  isolation  Bearing  capacity  Seismic  response  Triaxial  loads  Elastomer  Three-dimensional  analysis  Damping  Méthode  d'élément  fini  Isolement  bas  Effets  seismiques  Capacité  de  roulement  Charges  à  trois  axes  Elastomére  Analyse  tridimensionnelle  Atténuation Index. décimale : 621.34/624 Résumé : A three-dimensional finite element modeling of high damping rubber bearings is studied. At first, the constitutive model of high damping rubber materials proposed by the writers is formulated in order to derive the constitutive tensor, which is required in the application of the finite element method. Second, a mixed finite-element method consistent with the proposed constitutive model is described. In this method, slightly compressible materials with rate form constitutive models are applied. Then, using the constitutive model and the finite-element method, a three-dimensional finite element model of high damping rubber bearings is constructed. The simulations by the model are found to be in good agreement with the experimental results of the bearing. Finally, complex deformation such as torsional or rotational deformation of the bearing are simulated by the finite-element model, and the design equations for these deformation are proposed on the basis of the simulations or experimental results. Modélisation finie tridimensionnelle d'élément des roulements en caoutchouc d'atténuation élevés est étudié. Au début, le modèle constitutif des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés proposés par les auteurs est formulé afin de dériver le tenseur constitutif, qui est exigé dans l'application de la méthode d'élément fini. En second lieu, une méthode d'élément fini mélangée conformée au modèle constitutif proposé est décrite. Dans cette méthode, des matériaux légèrement compressibles avec les modèles constitutifs de forme de taux sont appliqués. Puis, en utilisant le modèle constitutif et la méthode d'élément fini, un modèle fini tridimensionnel d'élément des roulements en caoutchouc d'atténuation élevés est construit. Les simulations par le modèle s'avèrent en bon accord avec les résultats expérimentaux du roulement. En conclusion, la déformation complexe telle que la déformation de torsion ou de rotation du roulement sont simulées par le modèle fini d'élément, et les équations de conception pour des ces déformation sont proposées sur la base des simulations ou des résultats expérimentaux. En ligne : jyoshida@ccn.yamanashi.ac.jp, masato@bridge.t.u.tokyo.ac.jp, fujino@bridge.t.u-t [...] [article] Three-Dimensional Finite-Element Analysis of High Damping Rubber Bearings = Analyse Tridimensionnelle d'Elément Finie des Roulements en Caoutchouc d'Atténuation Elevés [texte imprimé] / Yoshida, Junji, Auteur ; Abe, Masato, Auteur ; Fujino, Yozo ; Watanabe, Hiroshi ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique . - 607-620 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°5 (Mai 2004) . - 607-620 p. Mots-clés : Finite  element  method  Base  isolation  Bearing  capacity  Seismic  response  Triaxial  loads  Elastomer  Three-dimensional  analysis  Damping  Méthode  d'élément  fini  Isolement  bas  Effets  seismiques  Capacité  de  roulement  Charges  à  trois  axes  Elastomére  Analyse  tridimensionnelle  Atténuation Index. décimale : 621.34/624 Résumé : A three-dimensional finite element modeling of high damping rubber bearings is studied. At first, the constitutive model of high damping rubber materials proposed by the writers is formulated in order to derive the constitutive tensor, which is required in the application of the finite element method. Second, a mixed finite-element method consistent with the proposed constitutive model is described. In this method, slightly compressible materials with rate form constitutive models are applied. Then, using the constitutive model and the finite-element method, a three-dimensional finite element model of high damping rubber bearings is constructed. The simulations by the model are found to be in good agreement with the experimental results of the bearing. Finally, complex deformation such as torsional or rotational deformation of the bearing are simulated by the finite-element model, and the design equations for these deformation are proposed on the basis of the simulations or experimental results. Modélisation finie tridimensionnelle d'élément des roulements en caoutchouc d'atténuation élevés est étudié. Au début, le modèle constitutif des matériaux en caoutchouc d'atténuation élevés proposés par les auteurs est formulé afin de dériver le tenseur constitutif, qui est exigé dans l'application de la méthode d'élément fini. En second lieu, une méthode d'élément fini mélangée conformée au modèle constitutif proposé est décrite. Dans cette méthode, des matériaux légèrement compressibles avec les modèles constitutifs de forme de taux sont appliqués. Puis, en utilisant le modèle constitutif et la méthode d'élément fini, un modèle fini tridimensionnel d'élément des roulements en caoutchouc d'atténuation élevés est construit. Les simulations par le modèle s'avèrent en bon accord avec les résultats expérimentaux du roulement. En conclusion, la déformation complexe telle que la déformation de torsion ou de rotation du roulement sont simulées par le modèle fini d'élément, et les équations de conception pour des ces déformation sont proposées sur la base des simulations ou des résultats expérimentaux. En ligne : jyoshida@ccn.yamanashi.ac.jp, masato@bridge.t.u.tokyo.ac.jp, fujino@bridge.t.u-t [...]