模型分享010——吹氣球

本仿真中氣球的幾何模型來自于simwe論壇

    橡膠材料的仿真分析通常都是選擇超彈性本構模型,將材料特征假設為各方向同性、等溫和彈性,在壓縮載荷作用時完全或近似于不可壓縮狀態,從而實現材料的理想化。對于橡膠超彈體進行模擬仿真應該首要進行材料曲線的擬合工作,把實驗數據轉化成各種超彈模型能使用的應變能量密度函數系數,一般來說數據種類越多擬合出的曲線越能體現材料的真實屬性。

    橡膠類材料仿真中,常用的本構模型有Polynomial、Mooney-Rivlin、Ogden和Neo-Hookean幾種,其中 Mooney-Rivlin模型受到廣泛的應用,模型還分為N=2,3,5和9項,此時可看作是多項式形式的特殊情形。

    2項Mooney Rivlin模型相當于N=1的多項式形式,是最常用的模式之一。

公式1.jpg

    3項Mooney Rivlin模型與N=2且 C20=C02=0 的多項式形式類似。

公式2.jpg

    5項Mooney Rivlin模型相當于N=2多項式形式。

    9項Mooney Rivlin模型相當于N=3的多項式形式。

    所有的Mooney-Rivlin模型,初始體積模量和初始剪切模量是:

公式3.jpg

    以上四種本構模型所具有的應用場景和特點基本可以概括為:

本構模型.bmp

    在對以上四種本構模型進行比較后,采用Polynomial多項式本構方程對橡膠材料的氣球進行了定義,既可以很好的模擬300%以上應變情況,又可以加快仿真計算速度,制作了一個吹氣球的仿真。

    操作流程如圖所示:

操作流程.bmp

    計算后,氣球在壓強的作用下逐漸變大。

吹氣球.gif

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仿真軟件ABAQUS 6.14-1

附件

模型分享010——吹氣球的圖7balloon.zip

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