橡膠單元的案例
abaqus顯示分析中怎么選擇橡膠單元類型
想做一個橡膠防沖擊的例子。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
巧用單元提高Abaqus計算效率：帶扭曲的軸對稱單元-橡膠阻尼器內摩擦生熱分析 ￥49.99
Abaqus有非常豐富的單元庫，其中就有軸對稱單元，比如CAX4（I/R/H/T），當一個回轉結構具有某種載荷對稱性時，可以用它將三維模型縮減為軸對稱模型來分析，能減少大量的內存和分析時間，而同樣的模型規模，3D實體單元要更耗費計算資源。
那么，回轉結構受到側向彎曲或軸向扭轉的載荷時，有沒有類似的單元可以用呢？
橡膠阻尼器的內摩擦生熱分析-節點溫度云圖
比如，假設上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉體，且發生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標識的那種類型，能夠在分析時充分考慮回轉體的整體扭轉變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環形塊狀阻尼器的回轉截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節點軸對稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構采用的是超彈性模型，應變能描述形式為Neo Hooke，再結合時域黏彈性Prony參數與非彈性變形能耗散比，來計算阻尼器周期性扭轉過程中的材料內摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個端面的節點分別使用位于回轉軸上的兩個參考點來耦合，固定下端面參考點，并在上端面參考點施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉結構與網格-單元
雖然建模時只考慮了回轉截面，但是帶扭曲的軸對稱單元可以將回轉體發生扭轉時的整體結構響應考慮在內，這是因為這種單元多了一個扭轉自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節點具有1、2、5和11四個自由度。
展開 橡膠件軸向壓縮模擬
做了一個橡膠壓縮的分析。
要求：下部是橡膠件，上部是鋼板。橡膠高度1000mm,要求得到鋼板壓縮橡膠700mm時的反力和吸能。橡膠單元為C3D8H，鋼板C3D20，鋼板和橡膠之間為帶摩擦的接觸。
分析時遇到的問題：壓縮700mm不收斂，網格尺寸為20mm時壓縮到330mm就不再收斂，網格尺寸65mm時設定壓縮到550mm能收斂。
求教：還是想用細網格20mm到30mm的，如何能讓壓縮收斂？
附件中是inp文件
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橡膠壓縮前
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壓縮前
壓縮中...
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壓縮550mm后
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展開 建筑結構丨清華大學教授潘鵬：地鐵周邊建筑三維隔振技術研究
開發了橡膠-雙摩擦擺三維隔震（振）支座（ 3D-RFPS ），以厚疊層橡膠單元進行豎向隔振，雙曲面摩擦擺單元進行水平隔震。具有承載力大，變形能力強和豎向與水平解耦的特點。
2、 豎向隔振性能。使用3D-RFPS 支座的三維隔震（振）結構，在軌道交通豎向振動作用下，上部結構的豎向振動加速度Z振級減小5.2~16.7dB。豎向隔振性能良好。
3、 水平隔震性能。使用3D-RFPS 支座的三維隔震（振）結構，在三向罕遇地震作用下，上部水平向峰值加速度減小約70%。水平隔震性能良好。三維隔震（振）結構的豎向地震響應被放大約15%。三維隔震（振）支座通過水平滑動可以有效降低結構在地震作用下可能出現的搖擺響應。
4、工程應用。3D-RFPS 支座已應用于北京地鐵16號線北安河車輛段上蓋項目中。采用三維隔震（振）技術的辦公樓經實測，樓內全部10個測點的平均Z振級在63~69dB，均不超過72dB，滿足相關規范的舒適性要求。
責任編輯：左丹丹
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文章來源：建筑結構（ID：buildingstructure）
展開 
車輛疲勞耐久分析
橡膠不祗是非線性彈性材料，它也仰賴于應變率，溫度和應變幅度。其非線性彈性材料特性和其依靠于應變幅度構成了非線性的動力反應行為。用有限元方法步驟來模擬橡膠需注意其動態特性。
剎車**和剎車皮的模擬，同樣是必需先和測試結果驗證成功後再進行系統模擬。剎車皮模擬時是用具備有溫度和摩檫力關系的復合材料。
用梁單元或是固體單元模擬卷成螺旋狀的彈簧可達到應有代表性，彈簧座和彈簧接觸的平扁部份用殼單元或是固體單元模擬可以確定接觸面被完整的模擬。梁單元的長度應由部件模擬和測試確定，以確定力的正確傳導。在模擬螺旋狀的彈簧時或是任何零件時，都必需先和測試結果驗證成功後再進行系統模擬。
在車輪，剎車，懸掛體，連桿，避震器，個別的和測試結果確認，驗證成功後。此時整個有限元模擬的車便可成為分析樣車，它可以放在數據化的耐疲勞剛體路面上行駛求得結構破壞區域，可以用來求整車的模態，也可以用來做耐疲勞試驗中的不同剎車工況。在一切驗證完成後有限元模擬的車便是分析樣車。
6 子結構的應用
一個單一結構可分成若干子結構讓不同的人員小組做分析以增加總體結構分析效率。將子結構的剛體矩陣集中繼而加以分析此最終結構。這種方法祗是對線性，彈性樣式子結構有效，因為子結構是由不變剛度矩陣所模擬。祗要子結構本身表現是線性彈性樣式，子結構便可用于非線性分析。超單元也就是子結構的剛度矩陣。祗要將一個子結構的剛度矩陣輸出，超單元乃可被創建。用超單元前可將其自由度減少以增進計算效率。
子結構是一個過程，它將一組有限元簡化成為一個矩陣代表的單元。這單一的矩陣單元即所謂超單元。在分析中超單元就像其它類型單元一樣。唯一不同之處是在建立超單元前做生成子結構分析。
用子結構的理由是（1）減少用計算機的時間：有如非線性分析，或是有相同幾何圖形的結構，都是可用子結構減少計算機時間。
展開 ABAQUS橡膠襯套靜態特性計算測試相關性分析
為保持測試數據的可靠性與一致性，在橡膠襯套樣件制作與測試過程中進行如下定義：
1、為了避免橡膠配方不同導致的性能差異，零件制作時均使用天然橡膠N50；
2、為保證分析模型與實際樣件幾何參數一致，不對零件進行縮徑處理，且在無預載狀態下進行剛度測試；
3、定義測試載荷范圍， X 向加載力的范圍為-1000N 至1000N，Y 向加載力的范圍為-500N 至500N，Z 向加載力的范圍為-3500N 至3500N；
4、為降低橡膠材料粘彈性對橡膠靜態性能測試的影響，定義加載控制為速度控制，速度為0.15mm/s；
5、因主要關注襯套線性靜態性能，定義零件線性剛度取值范圍為在自由狀態下-150N -150N；
6、基于統計原則，每個襯套結構均采集了三個樣本的測試數據。
3 襯套靜態性能計算
考慮到ABAQUS 軟件擁有豐富的材料本構模型，較強的非線性分析能力，以及強大的接觸算法，因此選擇ABAQUS 作為橡膠襯套靜態性能計算工具。橡膠材料的超彈性本構模型選用Mooney-Rivlin 模型。對于天然橡膠N50，其參數為C10=0.2897，C01=0.0599。由于橡膠是一種近似不可壓縮材料，在隱式解法中橡膠單元類型通常選用C3D8RH 和C3D8H，而C3D8H 有更佳變形能力，適合于計算大變形或接觸分析。這里網格類型采用C3D8RH（一階六面體減縮雜交單元）。襯套線性靜剛度是由主簧結構和橡膠類型決定的，因此在建模過程中僅對襯套主簧進行網格劃分。考慮到襯套內外管均為金屬結構，如鋁合金、20#鋼等，剛度遠高于橡膠主簧，因此在建模過程中均剛性處理。內管與橡膠主簧硫化結合處，用剛性單元將襯套彈性中心與之關聯，作為激勵加載端。外管與橡膠主簧硫化結合處，建立6自由度的約束。
展開 節流閥流固耦合案例
示意如下圖：
實際幾何結構和模型如下所示:
固體部分材料是非線性的超彈性材料，采用ABAQUS固體模擬程序，選用C3D8RH雜交減積分單元，大約是22000個單元。橡膠氣閥部分和外邊界采用有限滑移摩擦。流體部分采用FLUENT軟件作為耦合分析的流體計算軟件，選擇標準k-ε 模型和非結構的四面體，網格數為233000。
通過試驗結果和數值模擬結果的比較可以得出結論，基于MpCCI的流固模擬結果是非常可靠的。
為此，得到閥耐公司的高度評價，“與流體的耦合分析避免了利用反復切割實驗的方法來開發新產品”。
展開 Abaqus收斂調試高手過招之密封條插拔分析
此外，最主要的一點，顯式計算不支持雜交單元，只能用減縮積分單元，這對于橡膠的計算顯然是不能輕易接受的，SO繼續研究靜力計算方法，一心一意調收斂吧，騷年。
回到剛剛的分析，打開ODB，我們發現，橡膠條在玻璃導槽作用下，發生了自接觸，而我們在接觸設置時，只設置了玻璃與橡膠之間的接觸，并未設置橡膠部分的自接觸，抱著試一試的態度，增加自接觸再來一波操作吧。
失敗太多次，已經不再相信愛情了，呸呸呸。看吧，還是不收斂，不過已經計算到了0.454，比上次有很明顯的進步呢，內心里面仿佛又有一點點成就感了，嘿嘿。
打開計算結果，發現橡膠自接觸部分那幾個三角形網格好刺眼，都卷起來了，受不了，這一區域網格重新劃分，更改單元劃分算法，全部修改為四邊形單元，杜絕三角形單元，避免剪切鎖死！
說干就干，網格劃分對比如下圖所示（右側為改進后）
經過這一次修改，終于，終于還是失敗了，還是不收斂，相對與上次，并無明顯改善。
分析結果，還是老樣子，不過我們似乎忘記了什么東西？我們對接觸對設置了接觸控制，提高了收斂性，可是對自接觸并未設置接觸控制，而通過結果觀察發現這個區域橡膠變形比較奇怪，中間部分都卷起來了！沒辦法，嘗試著自接觸這里也加上接觸控制吧，大不了失敗，失敗不是成功他媽媽么？
這一次，很舒服，模型計算了0.6秒，比上一個模型提高了好多好多呢。
這一次打開ODB，一眼就發現了問題，玻璃槽的左側太尖了，剛剛倒圓角的時候怎么就沒想到把這里也處理一下呢，又穿透了。
一邊笑自己笨，一邊美滋滋地處理模型，畢竟知道模型的修改方向也是一件很幸福的事情。
倒圓角之后，模型一下子就聽話了很多，很順利計算到0.9679，才停止計算。
計算結果也還不錯，這時候終于可以開開心心的了，不就只剩下這最后的3.21%么，分分鐘搞定！
展開 基于HyperWorks的扭力梁強度分析
2 扭力梁強度分析
2.1有限元模型
根據扭力梁的結構特點，對整個扭力梁和焊縫均采用殼單元在HyperMesh中進行網格劃分，實心扭力桿和橡膠襯套采用六面體單元模擬，有限元模型如圖1所示。
2.2 材料屬性
為了提高計算結果的精度，計算中考慮了材料非線性和幾何非線性，所以扭力梁使用的各種材料（如B510L、Q235、DC04等等）不僅給出了它的彈性模量和泊松比，還給出了材料發生塑性變形后的應變和應力的關系曲線。
2.3 強度分析工況和設置
懸架系統承受路面沖擊載荷的大小與車輛行駛速度、路面狀況和載重量等因素有關。采用慣性釋放方法，本文主要分析扭力梁在扭轉極限工況下的強度，扭轉極限工況下扭力梁各個接附點的載荷已通過多體動力學軟件計算得到，如表1所示。
2.4 分析結果
有限元模型經調試無誤后提交計算，使用后處理軟件HyperView查看扭力梁整個結構的變形和應力分布，以及各零部件的應力大小等。扭力梁的整體應力分布如圖2所示，下加強板應力分布如圖3（左）所示。
從圖3（左）可以看出，下加強板開裂處出現了明顯的應力集中，最大應力204.7MPa接近材料Q235的屈服強度235MPa，此處易產生疲勞開裂，這與路試出現的開裂結果十分吻合。
3 扭力梁結構優化設計
通過觀察扭力梁的扭轉變形發現，開裂處附近結構剛度較強，而橫梁中間相對較弱，所以剛度過渡落差較大引起了局部的應力集中。鑒于此，優化時主要考慮下加強板的結構以便扭力梁剛度從兩端到中間過渡平緩。
展開 在Dyna中對螺栓施加預緊力
學習目標：
學習怎么使用幾何和網格劃分工具；
熟悉LS-dyna中的動態松弛
問題描述：
兩塊鐵板之間夾著一層橡膠件，依靠螺栓固定，我們通過動態松弛的方法給螺栓加上預應力，如圖所示：
創建幾何：
點擊Curve > CirArc ， 對應的三條曲線如下所示：
在底部菜單中，點擊AutCen，使曲線在窗口中顯示合適的大小；點擊Curve > Line，將method改為point to point，然后點擊點1和點2，并Apply；點擊點3和點4，并Apply。
點擊Surf > FillPln并將method切換成By Edges，選擇剛剛生成的四條線段和一個圓，并Apply，這樣就建立了一個幾何面。
生成網格：
點擊Mesh > AutoM，尺寸為6，網格類型為Mixed，選擇幾何面，點擊Mesh，如果不滿意網格；可以雙擊每條邊可以改變每條邊的單元數，如果滿意，點擊Accept。
這樣二維的網格已經生成，要生成三維網格需要點擊Mesh > EleGen，選擇Solid，在Solid By中選擇Solid_Face_Drag，設置Thickness = 20, Segment = 3，并且方向點擊Z。選擇所有二維網格點擊Create和Accept，生成橡膠層；繼續在Element Generation對話框，將Thickness to 5 ， Segment to 1修改，在選擇對話框中，選擇ByElem，激活Prop，點擊橡膠層頂層一個單元，即可選擇頂層面所有單元，點擊Create和Accept；繼續在Element Generation對話框，設置PartID跟頂層面單元一樣，將方向改為0，0，-1，并選擇底層面所有單元，點擊Create和Accept。
展開 運用達索系統SIMULIA Isight進行橡膠懸置材料參數反求
1、綜述
對橡膠制品進行準靜態分析需要用到橡膠超彈性本構模型，需要對標準式樣進行單軸拉伸、平面拉伸、雙軸拉伸等試驗，代價較高。根據橡膠懸置的剛度試驗結果，在Isight中集成Abaqus，實現橡膠超彈性本構模型參數優化，從產品剛度試驗反推橡膠材料參數。
2、有限元模型
懸置結構如圖1，金屬內圈耦合到中心點上，用于施加載荷。采用六面體網格劃分，橡膠采用C3D8H、C3D6H單元，金屬采用C3D8I單元。橡膠采用Mooney-Rivilin模型，初始值根據橡膠硬度確定，C10=0.384，C01=0.027。金屬采用彈性材料，彈性模量為205000MPa。摩擦系數為0.3。
圖1 懸置結構
懸置加載過程分為2步。Step1 懸置安裝，外圈沿徑向收縮1.5mm，需要建立圓柱坐標系實現。Step2 懸置加載，給rigid耦合點沿+z方向6.8mm位移，輸出Step2中加載點的力和位移。
加載過程動畫如圖2，加載結束后的Mises應力如圖3(a)，力位移曲線如圖3(b)。在預載的作用下，加載點的初始位置發生了改變，因此在算剛度時應減去初始位移。
展開 
形貌優化在動力總成懸置支架設計中的應用
圖 1 原始模型及模型中面圖
利用 HyperWorks中 CONM2單元將橡膠懸置重量簡化為質點，并在質點上賦予415g的集中質量，并用reb2單元連接。利用 PSHELL單元對支架進行網格劃分，為了保證優化的質量，要對網格的密度和質量進行控制。網格密度對優化出的結果有較大的影響，網格質量差會導致優化問題不收斂，此時選用的網格大小為4mm，劃分完后得到1565個節點和1213個單元。由于支架所采用的材料為SAPH400,在CAE計算中所使用到的材料參數如表2所示。
表2支架材料及其固有力學性能參數
確定懸置支架優化時的設計空間和非設計空間。支架作為支撐件，同時與車架主體和變速器后懸置相連，兩者給支架的設計提出了一定的約束，有明確約束的區域就定為非設計空間（藍色區域）。設計約束較為寬松的區域定為設計空間（黃色區域），加強筋板一般布置在這個區域。（見圖 2）
圖 2 網格模型和設計空間
3 支架模態分析
根據GM的最佳設計經驗，為了避免發生共振，對于設計的支架第一階頻率有一個設計的目標值（如600HZ）。對初始設計的支架進行模態分析，發現原始設計的支架一階模態為577HZ，未能達到設計標準； 需要進行優化分析，得到合理的加強筋布局來提高支架模態。
圖 3 模態分析圖
4 形貌拓撲優化分析
在進行形貌優化分析時設置合理設定參數，可以幫助提高優化的效果，并且使優化的結果更加具有實用性。首先是加強筋布置的方向，雙方向的加強筋布局優化效果最好，但是加工難度大；單向的肋板布局加工方便，為了提高優化的效果可以適當提高肋板高度；同時根據實際情況，確定單向肋板的布局方向見圖4。
展開 汽車碰撞中低壓線束的失效評價方法研究
表3 線束變形壓縮比計算結果
低壓線束結構見圖1b，可考慮采用3 種方法進行CAE 建模簡化，如圖6 所示：方法1，采用單層六面體單元，線束內芯增加Beam 單元；方法2，采用單層六面體單元，并附增強型橡膠材料屬性；方法3，采用雙層六面體單元，內層六面體單元附適當強度材料，模擬內芯金屬導線，外層六面體單元采用橡膠材料模擬絕緣層，最外層增加殼單元模擬線束護套或定義CAE中與周邊零件接觸。
圖6 不同線束建模方法
隨機選擇表1 中的組合10、組合14、組合18，即25 mm2線束的試驗數據，對上述建模方法分別進行研究，并將研究結果與所有18 組試驗結果進行對比，以最終選擇具有一定普適性的線束CAE 建模方法。
相關CAE分析結果如圖7所示，對25 mm2線束分別進行了M10螺栓、5 mm鋼片、20 mm鋼片擠壓頭下的不同建模方法CAE 分析對比，結果表明，采用方法1 時線束的剛度明顯較高，而采用方法2 時線束剛度偏低，采用方法3時CAE分析結果與對應試驗曲線最為接近，故將方法3的建模方式應用到試驗結果對比研究中。
展開 【巖土工程pfc、3dec】案例多
? 與FLAC3D中二維殼結構單元或三維實體單元的面的耦合
? 與FLAC3D中三維實體單元的耦合（實例）
7.2離散—連續域參數匹配
7.3基于離散—連續域耦合的三軸剪切試驗模擬(命令流+FISH)
實例操作：二維殼結構單元耦合（殼單元模擬橡膠膜-創建耦合墻-施加應力邊界等向壓縮-剪切模擬）
7.4基于離散—連續域耦合的地基承載力分析(命令流+FISH)
實例操作：基于Punch indentation案例的修改與實現
PFC-CFD耦合模擬與分析
8 流固耦合分析
8.1顆粒與流體相互作用理論（CFD模塊概況、體積平均粗網格法、顆粒與流體相互作用計算）
8.2流固耦合框架
? CFD網格、流體域邊界設置、網格導入、網格流體參數設置
? 孔隙率計算
? 耦合時間間隔、耦合時步、網格與顆粒尺寸
? 耦合步驟
8.3實例操作分析(命令流+FISH)
8.3.1單向耦合
8.3.2孔隙介質中Darcy流模擬（Fipy應用）
8.3.3 與FLAC3D的滲流耦合模擬
答疑
建立班級微信群，長期指導關于自己關心的PFC離散元處理方案和策略
部分案例示意圖：
“3DEC離散元數值模擬技術與應用”培訓大綱
一、巖土工程數值模擬方法及相關軟件介紹
1.1 數值模擬在巖土工程領域的應用（土木工程、巖土工程、采礦工程、地質工程、地下工程、水利水電工程等）
1.2 巖土工程數值計算方法介紹（有限元、有限差分、離散元）
1.3 巖土工程數值計算軟件介紹（ANSYS、ABAQUS、FLAC3D、PFC、3DEC）
1.4 3DEC軟件介紹（基本原理、
展開 ABAQUS橡膠支座仿真：有初始轉角的橡膠隔震支座水平力學性能研究
2.1 有限元模型的建立
薄鋼板采用Q235鋼，并考慮其實際工作情況，將其視為線彈性，鋼板彈性模量E取2.06×105MPa，泊松比ν取0.3；橡膠本構關系采用Neo-Hookean模型，橡膠剪切模量取0.55MPa，橡膠材料參數C10和D1分別取0.275MPa和0.001MPa；采用六面體單元劃分，薄鋼板采用三維8結點線性六面體非協調單元C3D8I，橡膠材料采用三維8結點線性六面體雜交單元C3D8H[12]，每層橡膠劃分3層單元。支座模型及網格劃分如圖5所示。利用ABAQUS軟件中的解析場功能，通過位移控制來使支座的上表面產生轉角。
圖5 支座模型及網格劃分
Fig.5 Bearing model and mesh generation
2.2 有限元結果與試驗結果對比驗證
利用上述建立的ABAQUS有限元模型，對試件進行數值模擬。模擬結果與試驗結果的對比如表2所示，表中試驗值為10MPa豎向壓力下各試件的水平剛度平均值，模擬值為10MPa豎向壓力下ABAQUS有限元模型的水平剛度模擬值。表2中在轉角為0.005rad、加載方向與轉角垂直時，模擬值與試驗值誤差較大，推測是由試驗誤差造成的。由表2可以看出，水平剛度的模擬值與試驗值吻合較好，說明ABAQUS能很好地模擬有初始轉角橡膠隔震支座的水平力學性能，該有限元模型可用于后續工況的計算和分析。
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