ABAQUS 橡膠剛度分析的案例
今晚直播 | 基于ABAQUS的橡膠減震件剛度分析
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為了提高仿真工程師、高校師生實(shí)際工程能力，技術(shù)鄰特開展2021年ABAQUS系列直播課，我們甄選了四個(gè)熱門方向（巖土、二次開發(fā)、橡膠分析、混凝土）的基礎(chǔ)入門課，助力小伙伴們夯實(shí)有限元基礎(chǔ)。
第三期直播《基于ABAQUS的橡膠減震件剛度分析》將于今晚開啟，歡迎大家關(guān)注學(xué)習(xí)！
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橡膠材料由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)的特性（如超彈性，粘彈性且柔軟性、耐磨性、絕緣性和阻隔性等），使得其在工程上得到了非常廣泛應(yīng)用，這一點(diǎn)在汽車行業(yè)尤為明顯。縱觀過去近200年的歷史，硫化橡膠的誕生直接推動了汽車革命。
如今在我們的汽車中，橡膠制品早已是“汽車的半條命”。就拿我們常見的桑塔納轎車來說，其就擁有270多個(gè)橡膠密封制品，而這些橡膠組件的性能直接決定了汽車的性能和安全。
展開 基于ABAQUS超彈性材料橡膠襯套的剛度計(jì)算 附基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模下載
橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域的減振制品中。對于一些結(jié)構(gòu)簡單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導(dǎo)或工程經(jīng)驗(yàn)算法在設(shè)計(jì)初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計(jì)算結(jié)果往往與試驗(yàn)存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計(jì)的，其具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
為減小誤差或?qū)崿F(xiàn)零誤差的前期預(yù)測，我們引入了有限元仿真分析技術(shù)，其可以通過控制模型參數(shù)與網(wǎng)格質(zhì)量實(shí)現(xiàn)較小誤差的預(yù)測計(jì)算。其價(jià)值也在各個(gè)行業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)中得到了很好的驗(yàn)證。本文基于減振襯套簡單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。
仿真分析過程可分為三個(gè)大過程：前處理、求解計(jì)算和后處理。本文基于ABAQUS軟件設(shè)定的分析步驟，不再重點(diǎn)區(qū)分分析的三個(gè)過程，將操作過程拆分為：部件、屬性、裝配、分析步與輸出設(shè)置、相互作用、網(wǎng)格、加載、作業(yè)提交與監(jiān)管以及計(jì)算結(jié)果的可視化處理九個(gè)模塊，下面講訴橡膠襯套靜剛度仿真分析過程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過程，所以選用了結(jié)構(gòu)較為簡單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見如圖1所示的幾何模型。
圖1、幾何模型結(jié)構(gòu)圖
二、屬性
為了使仿真結(jié)果更接近與實(shí)驗(yàn)值或真實(shí)值，除了需要一個(gè)適合的仿真求解器和一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)格文件，更需要選擇一個(gè)合適的橡膠本構(gòu)模型，在ABAQUS軟件中內(nèi)置了許多相對成熟的橡膠本構(gòu)模型（如圖2所示），我們可以通過指定相關(guān)的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)本構(gòu)模型的定義,當(dāng)然我們還可以直接提交我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，交由ABAQUS軟件進(jìn)行擬合，得出相對精準(zhǔn)的參數(shù)。
展開 基于ABAQUS的橡膠懸置膠合件剛度仿真計(jì)算
橡膠懸置膠合件作為發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的重要組成部分，其靜態(tài)力學(xué)特性對汽車的操縱穩(wěn)定性起著重要作用，同時(shí)也是進(jìn)行橡膠懸置動態(tài)特性預(yù)測的基礎(chǔ)。然而由于橡膠懸置復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)形狀以及橡膠材料復(fù)雜的非線性特性，目前并沒有理想的模型或解析公式可以準(zhǔn)確地描述其彈性特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，因而橡膠懸置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也沒有確定的方法，大多采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)修正的方法。
本文將以一個(gè)懸置膠合件仿真的實(shí)例講解一下如何利用ABAQUS來獲取其三個(gè)方向的靜態(tài)特性。所用膠合件的數(shù)模圖如圖1所示。其設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注的三向剛度如表1所示，膠料硬度是邵氏50±5度。
圖1 膠合件結(jié)構(gòu)
表1設(shè)計(jì)要求
1、 網(wǎng)格劃分
采用HYPERMESH對圖一懸置進(jìn)行網(wǎng)格劃分到的有限元模型如圖2所示。
2、材料設(shè)置
把劃分好的網(wǎng)格導(dǎo)入ABAQUS中，設(shè)置其材料參數(shù)，由于不同本構(gòu)模型對橡膠懸置膠合件剛度計(jì)算結(jié)果有一定的影響。結(jié)合何小靜，上官文斌發(fā)表的《橡膠隔振器靜態(tài)力－ 位移關(guān)系計(jì)算方法》一文的研究結(jié)果表明，Mooney-Rivlin 模型的計(jì)算精度最高，其相對誤差均小于10%，所以本文采用M-R模型進(jìn)行計(jì)算。50度膠料的M-R材料常數(shù)C10=0.2969，C01=0.0584。
3、剛度求解
3.1求解X方向剛度
按表 1要求，做如下設(shè)置：在Z方向先預(yù)載8mm，再在X向加載500N。取值0~5.6mm,對X向靜剛度進(jìn)行求解。
展開 ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Incremental dynamic analysis of the long-span continuous beam bridge considering the fluctuating frictional force of rubber bearing
考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Man Liao (廖曼), Bin Wu (吳斌), Xianzhi Zeng (曾顯志) , Kailai Deng* (鄧開來)
一
研究意義
在大跨度橋梁抗震設(shè)計(jì)中，通常采用經(jīng)典的雙線性支座模型來模擬橡膠支座的力學(xué)行為。當(dāng)豎向地震動較小時(shí)，采用拉壓等強(qiáng)的垂直線性彈簧模擬支座，假定支座的屈服力為接觸界面處的重力載荷與摩擦系數(shù)的乘積。但是，當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動具有較強(qiáng)的豎向分量時(shí)，支座的豎向軸力變化顯著。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)支座與主梁分離，橡膠支座和混凝土墊層在巨大的沖擊作用下完全損壞。在這種情況下，簡化的雙線性模型不能真實(shí)再現(xiàn)橡膠支座的受力行為。
鑒于此，本文建立了一個(gè)非線性可變摩擦支座模型，該力學(xué)模型能夠考慮支座軸力的波動性，實(shí)現(xiàn)可變摩擦力的模擬。并在ABAQUS中建立了一座典型的大跨度連續(xù)梁橋有限元模型，利用增量動力分析方法，定量比較了兩種支座模型的地震響應(yīng)結(jié)果。
展開 
怎樣在Abaqus中定義橡膠等超彈性材料？橡膠產(chǎn)品仿真分析怎么做？
超彈性材料如橡膠等在工業(yè)、建筑和國防中隔震、絕緣等方面具有廣泛應(yīng)用，如汽車懸置、艦船、航天器隔振器等。
橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為是彈性的，它們能承受100%的大變形而不產(chǎn)生塑性變形和斷裂，但是具有高度的非線性，在大變形時(shí)應(yīng)力陡然上升。這種材料行為稱為超彈性（hyperelasticity）。
橡膠本構(gòu)關(guān)系非常復(fù)雜。在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，人們建立起來很多理論模型來描述橡膠的力學(xué)特征。Abaqus有限元軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優(yōu)勢，為用戶提供了多種橡膠材料的本構(gòu)模型，用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和材料的力學(xué)行為特征做出選擇。通過擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定所選本構(gòu)方程中的系數(shù)，這些過程在程序中可自動完成。
由于超彈性體的特殊性質(zhì)，基于楊氏模量和泊松比所建立的本構(gòu)模型不再滿足對大變形行為的描述，我們用應(yīng)變勢能（strain energy/potential）來表達(dá)超彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
展開 abaqus橡膠熱仿真：減振橡膠疲勞黏滯生熱的仿真分析-源文件與子程序詳解
采用一種修正的Kraus模型定量描述了橡膠材料動態(tài)損耗模量隨溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的變化規(guī)律。得到了生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式。
利用依黏彈性理論得出的黏滯生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。
通過將經(jīng)典疲勞模型中用作疲勞壽命預(yù)測指標(biāo)的最大主應(yīng)變替換為穩(wěn)態(tài)溫升，在冪律模型的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種方法來快速評估橡膠結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
08
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源文件與操作步驟（沙漏試樣為例）
8.1分析流程
仿真分析主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：變形分析、熱源計(jì)算與熱分析。（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個(gè)加載時(shí)刻有限元模型中各積分點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計(jì)算環(huán)節(jié)，對應(yīng)每一加載時(shí)刻，將變形分析中對應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語言子程序，計(jì)算得到各積分點(diǎn)的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，得出溫度分布后再將溫度場數(shù)據(jù)返回到自編子程序，對黏滯生熱強(qiáng)度和溫度場進(jìn)行迭代計(jì)算，從而得出橡膠材料和減振元件各位置的溫升歷程。
展開 【ABAQUS模態(tài)動力學(xué)】Composite&abaqus 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析&輸出單元剛度矩陣
劃分網(wǎng)格
定義邊界條件
5.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)
預(yù)應(yīng)力模態(tài)，按我的理解就是，假設(shè)t=0時(shí)，結(jié)構(gòu)的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣為M0,K0；t=t1時(shí)，結(jié)構(gòu)（分析對象）收到外部激勵(lì)的作用，使得結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，質(zhì)量矩陣發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣為M1,K1；t=t2時(shí)，開始進(jìn)行特征值提取，此時(shí)求解的是t1狀態(tài)的結(jié)果。
從上面這個(gè)理解出發(fā)，ABAQUS預(yù)應(yīng)力模態(tài)只要在frequency分析步之前進(jìn)行General,Static分析步,打開NLGeom選項(xiàng)(分析過程中剛度矩陣會不斷變化)。
提取單元剛度矩陣：
【ABAQUS 二次開發(fā)筆記】輸出單元剛度矩陣 - hayden_william - 博客園
以上均為我的一點(diǎn)理解，不一定完全正確，本文僅作為個(gè)人學(xué)習(xí)記錄之用，其他概不負(fù)責(zé)。
展開 基于ABAQUS的橡膠密封圈大變形仿真分析
1背景及意義
橡膠密封圈廣泛應(yīng)用于密封結(jié)構(gòu)中，諸如金屬管道連接處的密封、混凝土框架橫梁之間的潤滑密封等。橡膠圈的材料選取、形狀的設(shè)計(jì)及受力大小對其密封性能有很大的影響，然而在實(shí)際壓縮試驗(yàn)過程中很難觀測到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經(jīng)濟(jì)成本。
2模型建立
模型采用常用的橡膠材料與模具裝配模型，如圖1所示。整個(gè)建模過程與后續(xù)的有限元分析中均采用統(tǒng)一的mm單位制。
圖1 模型基本尺寸
3有限元分析
本案例的有限元分析是在ABAQUS 2017平臺上全程進(jìn)行的。運(yùn)用Standard/Explicit分析模塊，之后進(jìn)入Part模塊創(chuàng)建上述分析模型。建立的有限元模型如圖2所示。模型中主要涉及兩種材料模型，橡膠本構(gòu)已經(jīng)很成熟了，選用超彈性Mooney-Rivlin本構(gòu)，模具使用鋼鐵本構(gòu)，輸入基本的物理參數(shù)即可。橡膠圈及鋼鐵本構(gòu)參數(shù)分別如圖3、4所示。之后定義接觸及邊界條件完成有限元模型的前處理操作。
圖2有限元模型
圖3橡膠圈本構(gòu)參數(shù)
圖4模具本構(gòu)參數(shù)
4結(jié)果與討論
模型的后處理操作是在Abaqus/CAE的Visualization模塊，模型求解完成后對云圖只顯示材料填充區(qū)域云圖，此時(shí)，橡膠材料就從一開始的圓形被壓縮成類似于矩形的形狀，如圖5所示。
圖5應(yīng)力云圖
5結(jié)論
本案例針對橡膠圈進(jìn)行了一個(gè)簡單的大變形分析，從應(yīng)力云圖來看，仿真結(jié)果很好模擬了橡膠圈在壓縮時(shí)候的大變形行為，后續(xù)可以單獨(dú)提取最大變形處的應(yīng)力應(yīng)變曲線等，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有一定的參考意義。
展開 abaqus顯示分析中怎么選擇橡膠單元類型
想做一個(gè)橡膠防沖擊的例子。橡膠單元類型只能用雜交嗎，那顯示分析中沒有雜交單元的話用C3D8r可以嘛
基于ABAQUS的鋼筋混凝土梁的剛度分析
鋼筋混凝土是由兩種性質(zhì)不同的材料——— 混凝土與鋼筋組合而成, 其性質(zhì)復(fù)雜, 材料非線性與幾何非線性常同時(shí)存在, 用傳統(tǒng)的解析方法來分析與描述則非常困難。然而, 近幾十年來隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與非線性有限元理論的日臻完善, 有限元作為一個(gè)強(qiáng)有力的數(shù)值分析工具, 在鋼筋混凝土非線性分析中顯示出越來越強(qiáng)大的實(shí)用性、可行性與方便性。
ABAQUS 是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。 ABAQUS 包括一個(gè)豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結(jié)構(gòu)（應(yīng)力 / 位移）問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析（流體滲透 / 應(yīng)力耦合分析）及壓電介質(zhì)分析。
本文采用ABAQUS簡單搭建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元模型，解決工程實(shí)際問題。本文對某鋼筋混凝土模型進(jìn)行模擬，采用實(shí)體單元（混凝土）與Beam單元（鋼筋）相結(jié)合的方式進(jìn)行模擬。首先導(dǎo)入模型，劃分實(shí)體網(wǎng)格和一維梁單元。建立材料和截面，分為實(shí)體和一維梁單元。然后將材料賦予個(gè)模型，進(jìn)行網(wǎng)格劃分。然后加載，簡支梁模型，約束兩端下部，在上部施加均勻壓力。最后求解計(jì)算。
由結(jié)果處理可知，鋼筋混凝土梁的最大位移為2.55cm，可以達(dá)到模擬效果。ABQUS可以有效模擬鋼筋混凝土模型，對工程實(shí)際有很大的參考指導(dǎo)意義。
設(shè)備基本情況：i5 4核 ；耗時(shí)：10分鐘內(nèi)。
展開 ANSA-Abaqus實(shí)例分享－基于Test Data的橡膠襯套超彈性分析
實(shí)例
1、根據(jù)幾何數(shù)據(jù)建立襯套的有限元模型，橡膠與襯管之間用共節(jié)點(diǎn)連接：
2、建立橡膠與內(nèi)外襯管之間的接觸，接觸方式為通用接觸：
3、約束襯套外表面1-6自由度，在內(nèi)套管中心點(diǎn)施加X向的強(qiáng)制位移：
4、建立Static分析步進(jìn)行靜力分析：
5、分析結(jié)果如下：
X向加載
本文部分內(nèi)容參考：Abaqus官方幫助文檔
文章來源：汽車研發(fā)中心
基于ABAQUS的橡膠減振器非線性有限元分析
橡膠減振器因其阻尼性能好、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在航天、船舶、汽車等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于橡膠復(fù)雜的非線性力學(xué)行為，缺乏準(zhǔn)確的材料模型來描述其特性，使得橡膠減振器的選型和設(shè)計(jì)主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)方法，耗費(fèi)大量人力物力。隨著有限元技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，作為先進(jìn)的非線性有限元軟件一ABAQUS已經(jīng)具備超彈性、粘彈性橡膠模型和體積不可壓縮材料大變形的有限元計(jì)算功能，這為橡膠減振器的有限元分析提供了極大的便利。
橡膠減振器非線性有限元分析
1
橡膠減振器非線性特性
橡膠減振器非線性主要來源于幾何非線性、材料非線性、邊界非線性。其中：
幾何非線性，指橡膠為體積不可壓縮材料，其在工況中會出現(xiàn)大彈性形變，已不能用小形變理論分析；
材料非線性，指橡膠材料為粘彈性材料，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線為非線性的，且動態(tài)特性與頻率、振幅、溫度相關(guān)；
邊界非線性，指橡膠材料與金屬的接觸過程中，其邊界條件在分析過程中發(fā)生變化。
在ABAQUS中，幾何非線性即大變形可在分析步 (Step) 中選擇開啟，開啟后在分析過程中會考慮到幾何非線性。材料庫中有豐富的材料可供選擇，對于橡膠材料可選擇超彈性、粘彈性。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例7---橡膠墊圈的受壓分析
本實(shí)例是ANSYS與ABAQUS比較之系列的第7個(gè)例子，該例子主要說明超彈性材料的受壓分析。
本篇1使用ABAQUS分析，下篇2將使用ANSYS進(jìn)行分析
【問題描述】
一橡膠支座如下圖所示
下鋼板底面被豎直支撐，在上鋼板頂面上施加0.5MPa的壓力，要求對橡膠支座做壓縮仿真。
已知：鋼材的彈性模量206e3MPa,泊松比0.3；橡膠則有三組試驗(yàn)數(shù)據(jù)：單軸拉伸，雙軸拉伸，平面剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下
表1 單軸拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)
表2 雙軸拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)
表3 平面剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)
橡膠支座的幾何尺寸均已知（該圖是通過支座旋轉(zhuǎn)軸的一個(gè)半切面）
【問題分析】
分析類型：靜力學(xué)分析
非線性考慮：因?yàn)橛写笞冃危枰紤]幾何非線性；橡膠也鋼材緊密結(jié)合，節(jié)點(diǎn)共享，不需要考慮接觸問題；橡膠是典型的超彈性材料，要輸入試驗(yàn)數(shù)據(jù)模擬應(yīng)力-應(yīng)變曲線。鋼材是線彈性。
幾何建模：軸對稱問題，只需要取出一個(gè)截面，由于結(jié)構(gòu)上下對稱，再取該截面的一半建模，以減小計(jì)算量。
分析步：只需要一個(gè)分析步。
邊界條件：對于對稱面施加對稱邊界條件，在鋼材表面施加均布載荷。
網(wǎng)格劃分：使用四邊形雜交軸對稱單元CAX8H.
【求解過程】
1. 創(chuàng)建部件
根據(jù)上述尺寸創(chuàng)建草圖，創(chuàng)建一個(gè)軸對稱柔性部件，并分割為兩部分，結(jié)果如下圖。
2. 定義材料屬性
定義兩種材料屬性：鋼材和橡膠。
對于鋼材，只定義彈性模量和泊松比
對于橡膠，定義超彈性材料，確定對于應(yīng)變勢能使用多項(xiàng)式，而該多項(xiàng)式是用試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值得到的。
對于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別輸入單軸，雙軸，平面試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
進(jìn)行數(shù)據(jù)插值，獲取多項(xiàng)式的系數(shù)
3.
展開 利用ABAQUS進(jìn)行屈曲梁負(fù)剛度分析
定義材料參數(shù)
設(shè)置分析步
第一分析步中，限制梁兩端節(jié)點(diǎn)只能沿梁軸線方向滑動，同時(shí)給梁中部節(jié)點(diǎn)一個(gè)向上的微小位移，這里定為0.1mm；第二步里，給梁兩端的節(jié)點(diǎn)一個(gè)相對的位移，均為0.75mm，以模擬梁的壓縮狀態(tài)；第三步里，分析步選用非線性屈曲分析，在第二步的基礎(chǔ)上，給中部節(jié)點(diǎn)施加一個(gè)向下的力，定為1.
輸出設(shè)置
定義載荷
載荷的加載與分析步相對應(yīng)，BC-1和BC-2為固定梁兩端五個(gè)自由度，僅保留水平方向自由度，BC-3為給垂向一個(gè)位移0.1mm；BC-3和BC-4為給梁兩端一個(gè)0.75mm的位移；在第二分析步中已經(jīng)令梁兩端有了一個(gè)相對位移，默認(rèn)到達(dá)移動位置后固定，因此BC-6和BC-7為冗余約束，此處作了無效處理。
加載
單元選擇
選擇二次單元
提交計(jì)算
計(jì)算之前修改分析步第三步的步長為固定值0.0005，共500步，如圖所示。
計(jì)算結(jié)果
兩端均壓縮0.75mm后梁的變形為：
中部加載前梁的應(yīng)力分布云圖
加載后梁的應(yīng)力分布云圖：
將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在MATLAB中繪圖，得到力位移曲線：
由圖中數(shù)據(jù)計(jì)算可知梁的負(fù)剛度為：
按柔性設(shè)計(jì)手冊里的公式：
可見兩者相差極小，可認(rèn)為仿真結(jié)果有效。取上圖局部放大，得到壓力為0時(shí)梁的位移情況如下圖所示。
由于仿真計(jì)算采樣點(diǎn)的限制且誤差不可避免，通過上圖可知，位移為0時(shí)，受力也為接近0。
展開 ABAQUS橡膠襯套靜態(tài)特性計(jì)算測試相關(guān)性分析
摘要
：本文首先選取了幾種常見結(jié)構(gòu)襯套作為研究對象，
并采用合適的橡膠超彈性本構(gòu)模型在ABAQUS 軟件中計(jì)算其三向
靜剛度；然后采用同一種膠料分別硫化四種襯套并在
MTS833 彈性體測試平臺上測試得其力-位移曲線；最終將襯套的靜剛度計(jì)算
值與測試值進(jìn)行對比研究，結(jié)果表明在
ABAQUS 中可對橡膠靜態(tài)性能進(jìn)行較為準(zhǔn)確的模擬，具有較高的工程價(jià)值。
關(guān)鍵字
：橡膠襯套、有限元分析、測試、ABAQUS
1 概述
橡膠減振器被廣泛地應(yīng)用于汽車減振系統(tǒng)，如動力總成懸置、底盤襯套和排氣管吊耳等。在這些系統(tǒng)中，橡膠減振器的線性靜態(tài)性能主要為滿足系統(tǒng)的減振性能要求，橡膠減振器的非線性靜態(tài)性能則為滿足系統(tǒng)的位移控制要求。因此，為了滿足系統(tǒng)的減振性能和位移控制要求，須對零件的結(jié)構(gòu)和橡膠配方進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。所以在設(shè)計(jì)初期，如何利用數(shù)值計(jì)算技術(shù)來準(zhǔn)確地預(yù)測零件的靜態(tài)性能，就變得極為重要。對零件的靜態(tài)特性進(jìn)行預(yù)測涉及諸多方面,如材料本構(gòu)模型的選擇、材料模型參數(shù)的獲得、計(jì)算方法的選擇等，需要根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況建立橡膠減振件的計(jì)算規(guī)范，以期獲得一致而精確的結(jié)果。為獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，進(jìn)行計(jì)算與測試的相關(guān)性分析就顯得尤為重要。本文通過選取具有代表性的典型襯套結(jié)構(gòu)，進(jìn)行靜態(tài)性能的計(jì)算與測試，以期驗(yàn)證計(jì)算的精確度。
在此相關(guān)性研究中，選取了具有代表性的橡膠減振件零件即橡膠襯套作為研究對象，選用天然橡膠N50 作為硫化原材料來制作樣件，采用MTS833 三軸向試驗(yàn)臺測試獲得其三向準(zhǔn)靜態(tài)性能曲線，使用ABAQUS 軟件計(jì)算了樣件的靜態(tài)剛度，用統(tǒng)計(jì)的方法對比了測試與計(jì)算的相關(guān)性。
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