当橡胶制品仿真可以模拟300%变形，而试验数据在100%就中断时，我们做了什么？

导读

如果您正在为橡胶件大变形仿真（例如：橡胶衬套的非线性刚度仿真）不准而困扰，或苦于缺乏高质量的等双轴拉伸应力-应变数据来标定橡胶超弹性本构模型，那么这项正支撑国家标准制订和验证的创新测试方法，可能是您一直在寻找的答案。

近日，易瑞博科技（E-rubber）一项关于“充气式变温等双轴测试与仿真集成平台”的技术实践案例，经过评审，入选了中国科协企业创新服务中心建设的“企业科技工作者评价案例库”。

同时，由E-rubber作为主要起草单位之一的国家标准《硫化橡胶或热塑性橡胶等双轴拉伸应力应变性能的测定》正处于关键的征求意见与全国多地试验室的对标验证阶段。

那么，一项为解决实际工程难题而诞生的技术方法，是怎样从企业的试验室走出来，最终成为整个行业都能参考和使用的公共标准的？

我们最初

要解决什么问题？

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做橡胶工程仿真的同仁都熟悉一个难题：CAE软件能轻松模拟橡胶材料超过200%、300%甚至更大的应变，但试验室里传统的多端夹持（例如十字形夹具、16爪夹具等）等双轴拉伸设备，往往因机械夹持的固有限制，难以稳定、可靠地获取大应变下的高质量等双轴拉伸数据。

十字形夹具

16爪夹具

这导致橡胶材料本构模型的拟合，在很大程度上依赖“外推”和“猜测”。

无论是轮胎胎侧的大变形分析，还是橡胶悬置的疲劳寿命预测，因为缺少这部分关键数据，许多设计往往被迫预留过多的余量以保证安全，或者在后期需要依赖更多实物样品的反复测试来验证。

这个问题，是制约许多高端橡胶部件实现仿真驱动设计、精准迭代的共性瓶颈。它首先是一个技术问题，但更深层地，是一个关于数据完备性和方法可靠性的基础性问题。

面对这个制约设计精度的基础性问题，我们开始重新审视试验加载的原理本身。

我们的尝试：

一次原理性的探索

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既然问题的核心矛盾似乎集中在“夹持”系统上，我们开始思考：如果必须依赖复杂的机械夹持来传递载荷，这个问题或许难以从根本上解决；那么，是否存在一种原理上能规避夹持的加载方式？

基于此，我们转向了“充气式”这一原理性不同的路径。它通过精密控制的气压调节使试样如气球般均匀鼓起，使中心区域达到纯粹的等双轴拉伸状态，从根源上规避了机械夹持。这一转变带来了两个根本性改进：

原理突破

载荷均匀施加，彻底消除了由夹持引起的局部应力集中与试样提前破坏，能稳定实现200%以上的等双轴应变。

等双轴拉伸试验曲线与拟合曲线对比图

操作革新

衍生的“一键气动夹持”设计，将换样时间由小时级缩短至分钟级，并保证了每次测试边界条件的绝对一致，大幅提升了测试效率与数据的可复现性。

这项充气式实践，是我们基于对问题的原理性审视后，给出的一种工程化方案。而一个方案的真正价值，需要置于更广泛的检验之下。

从新路径到行业标准：

接受行业检验的过程

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当一项新的测试方法被尝试确立为行业标准时，其面临的最根本检验在于：新方法的测试结果能否与已有公认的旧方法保持一致。

这正是当前国家标准验证性试验的核心目的：验证“获得可靠的等双轴拉伸数据”这一技术目标，是否能通过不同原理的标准化路径稳定复现。 依据相同的标准草案，全国多家实验室正在通过不同设备（传统多爪夹具和充气式设备）对同一批材料进行同步测试。

这场验证的焦点，并非评判两种试验方法的优劣，而是要实证一个更基础、更重要的命题：在严谨的统一操作流程下，两种从原理到构造都截然不同的设备，是否能够独立地、稳定地获得可靠且可比对的等双轴拉伸数据。其终极目标，是确保“等双轴拉伸测试”这项技术本身，无论使用何种实现方式，其结果都具备高度的可复现性，从而成为全行业可信赖的试验标准。

我们视此为一个构建行业共同信任的关键过程。它超越了单一技术的范畴，是对测试方法科学基础的一次巩固。唯有当不同的技术路径能在同一标准框架下达成可复现的共识，整个行业的数据基石才真正牢固。

目标：让数据更可靠，

让开发更高效

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对易瑞博科技而言，入选案例库与参与标准制定，是记录，更是路标。它们标记着我们从解决一个具体的工程难题出发，正尝试参与构建行业信任的基石。

我们真正的目标远不止于一台设备或一项专利。我们更关注的，是如何通过方法与标准的进步，让获取精准橡胶材料数据的过程变得更可靠、更便捷。在今天，无论是追求更极致的性能，还是开发更绿色的材料，精准仿真与高效正向开发都离不开这份扎实的数据基础。我们愿意，也正在这条漫长的道路上，与所有同道者并肩，为构建更可靠的数据基石而持续探索。