Abaqus案例 | 橡膠套壓縮

本案例圖文指導干涉配合與橡膠壓縮,并對典型錯誤給出分析解決辦法。


問題描述


頂部受壓縮載荷作用;結(jié)構(gòu)形態(tài)如下圖所示。

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖1


材料信息


除橡膠套以外均以解析剛體模擬,橡膠以超彈性模擬。


rubber;polynomial


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖2


工作目錄


選擇 File > Set Work Directory 設(shè)定工作目錄


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖3


幾何模組


單擊Open,從工作目錄選擇Bumper.cae并打開


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖4


屬性模組


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖5


解析剛體無需賦予其材料。


裝配模組


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖6


裝配體的建模技巧就是用軟件的Sketch或者CAD將草圖之間的關(guān)系提前布局好,然后倒入草圖,使用草圖建模。


分析步模組


分析程序會選擇使用 Static, General 。共包含2個分析步,第一個分析步用于解決干涉配合問題,第二個用于橡膠壓縮(兩個分析步有明顯不同的內(nèi)容,這也是劃分分析步的關(guān)鍵)


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖7


求解干涉配合和橡膠壓縮都需要設(shè)定合適的初始增量以及最大增量,默認不足以解決問題。官方推薦,一般的非線性初始增量大小可設(shè)置為0.1。稍微復雜一點的,可考慮設(shè)置0.05,難度很大的一般設(shè)置為0.01。都只是推薦值,可以自己嘗試調(diào)整。


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖8


求解干涉配合,這里推薦初始為0.01。


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖9


橡膠壓縮載荷步,增量設(shè)置推薦如上。


  • 請求輸出


進入歷程輸出請求管理器【History Output Requests Manager】編輯默認的輸出請求(告訴軟件你想要什么結(jié)果),除了默認的請求外,新增 如下歷程輸出:

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖10


上面的set為頂部壓縮部件的剛體參考點,想要輸出它的位移與荷載的關(guān)系


  • 定義邊界


Load 模組下,點擊 Create Boundary Condition 初始條件下所有部件都是固定固定狀態(tài),剛體請對參考點施加位移約束


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖11


  • 定義載荷


切換至 Load 模組,我們這里以位移的方式加載 。直接修改橡膠壓縮分析步中位移邊界條件即可:

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖12


交互模組


1、定義橡膠與其它部件接觸關(guān)系

橡膠與周圍部件均是有限滑移面面接觸,摩擦系數(shù)取0.1。包括橡膠與上下底板以及與內(nèi)孔軸之間接觸關(guān)系,示例如下:

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖13


其中橡膠軸套內(nèi)孔與軸之間的干涉已經(jīng)在初始建模設(shè)定好,軟件會自動識別,至于是否會以干涉狀態(tài)求解取決于你選擇的是哪一種接觸建模方法(接觸對與通用接觸)以及初始干涉的大小。

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖14


上圖是關(guān)于干涉配合的設(shè)定,我們告訴軟件請在第一個分析步激活干涉配合求解。

2、定義橡膠自接觸

橡膠在壓縮中比較難以預測誰與誰接觸,其實要定義自接觸也是可以對應定義接觸對,只不過主從接觸都是自己。自接觸摩擦系數(shù)為0.08,定義在摩擦屬性里面(friction2)

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖15


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖16


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖17


關(guān)于穩(wěn)定的控制定義如下:


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖18


網(wǎng)格模組


切換至 Mesh 模組,注意網(wǎng)格劃分與單元分配是處在同一個模組下。網(wǎng)格不咋滴,將就著看下


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖19


使用的單元類型為CAX4RH


分析任務(wù)


切換至 Job 模組,新建分析任務(wù), 直接提交即可。

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖20


求解失敗,使用軟件自己的GUI診斷模塊


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖21


一大堆問題,軟件說存在負特征值無法收斂。首先轉(zhuǎn)去分析步模塊,然后從從菜單欄【other】里面的通用求解控制里面進行線性搜索設(shè)置,然后重新求解


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖22


可視化模組


切換至 Visualization 模組


  • Mises


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖23


  • 載荷位移曲線


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖24


首先從歷程輸出里面將我們自定義請求的輸出保存起來,選中以后右鍵Save As。軟件里面多嘗試右鍵。按照如下設(shè)置,意思是將兩個曲線先存起來,然后交換位置合并

Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖25


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖26


  • 干涉分析


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖27


觀察干涉分析可以僅僅激活第一個分析步


  • 壓縮分析


Abaqus案例 | 橡膠套壓縮的圖28


由于是軸對稱,直接做成3D視效查看。上面的網(wǎng)格很粗糙,如果做的很精細會出現(xiàn)什么結(jié)果?

網(wǎng)格做得越精細大概率越難以收斂,畸變更嚴重,但也不能為了收斂放任網(wǎng)格那么奔放,需要結(jié)合實際到底需不需要精細化網(wǎng)格。故意逃避必要的網(wǎng)格精細化處理,你那是作弊哦!

文章來源:SimulationX

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