相關的理論視頻課程：【JY】橡膠支座精細化模擬分析案例與教學

【注意】：該插件可自動生產有限元模型，包括 模型、相互作用、網格劃分、橡膠本構(多種可選)、荷載 等，可直接修改荷載條件進行分析。

【常見問題】水平滯回曲線可非常好好擬合試驗支座曲線，豎向剛度(由于支座產品不同)需根據試驗確定體積模量進行調整分析。

【版本修訂】目前可適用于6.14~最新版本，歡迎下載使用！

【導讀】

     為了方便大家在分析橡膠支座時的建模，筆者基于abaqus">ABAQUS平臺開發了一種一鍵生成橡膠支座插件 (JYLRB)，該插件僅需在操作界面設置支座直徑、鉛芯直徑、封板厚度、橡膠厚度、鋼板厚度、橡膠層數、鋼材屈服應力、面壓、所選擇的橡膠本構模型以及剪切模量即可生成橡膠支座模型。內容包括部件的建立及裝配、各部件本構模型的設置、分析步的設置、相互作用的設置、邊界條件及荷載的施加、網格劃分、作業生成。該插件省去了繁瑣的建模步驟，以及本構模型的計算，使用者僅需根據自身需要在模型上微調，可用于隔震支座及結構的精細化分析。

 

【程序可解決的問題】

    在使用ABAQUS平臺對橡膠支座進行分析，動自己的小手進行建模時，由于橡膠與鋼板的接觸面眾多，在設置相互作用時過程繁瑣且很容易出錯，消耗去大家大量的時間。本著能偷懶就偷懶的原則，筆者開發了這款插件。并且在進行分析時，難點在于橡膠支座超彈性材料本構的設置，橡膠材料的力學性能和金屬材料的力學性能有很大區別，如彈性，大變形，不可壓縮等。超彈性材料都有顯著的特征：

（1）能承受大彈性（可恢復）變形，應變可達100-450%；

（2）由于材料分子鏈的拉直引起變形, 所以在外加應力作用下, 體積變化很小。因此, 超彈體幾乎是不可壓縮的；

（3）應力-應變關系呈現出高度的非線性；通常, 拉伸狀態下, 材料先軟化再硬化，而壓縮時材料急劇硬化。

 

眾多的超彈性本構模型該選哪一種？里面的參數如何計算并設置？而參數的設置對正確分析其力學性能至關重要。

有關橡膠支座力學性能、本構模型選取及有限元分析可見推文：

橡膠支座的簡述和其力學性能計算

橡膠支座精細化模擬與有限元分析注意要點

基于此，筆者開發了ABAQUS橡膠支座JYLRB插件，只需要設置相關參數及選取相關本構模型，模型便可一秒鐘生成，與大家分享。

【操作界面】

操作界面各參數意義：

各部件生成：

各部件裝配：

本構生成：

分析步生成：

相互作用設置：

荷載及邊界條件設置：

網格劃分：

【橡膠LRB支座插件正確性驗證】

1. 有限元模型建立

為了驗證所編子程序的合理性與正確性，針對于常用的五種超彈性本構模型，分別為Arruda-Boyce模型、Mooney-Rivlin模型、Neo-Hooke模型、Yeoh模型及Ogden模型，生成橡膠支座模型。選用JY橡膠支座計算插件進行驗算，其準確性已經過驗證，有關插件介紹詳見推文：

橡膠支座插件分享：點擊此處可下載~

   分別建立了五個有限元模型，除了所選取的橡膠超彈性模型本構不同，其余參數均相同，保持默認，最大剪應變為400%，逐級加載。不考慮支座在大變形下的硬化現象，僅對比200%剪應變下插件模擬曲線及理論曲線。所有模型的以所選本構模型命名。

2. 本構正確性驗證

Arruda-Boyce模型驗證：

Mooney-Rivlin模型驗證：

Neo-Hooke模型驗證：

Ogden模型驗證：

贊助插件后可下載，下載鏈接如下：