abaqus模擬橡膠參數的案例
基于經驗公式的不同硬度下橡膠Mooney?Rivlin模型本構參數的確定方法（使用LS-DYNA隱式算法進行準靜態橡膠壓縮數值模擬） ￥12.86
基于經驗公式的不同硬度下橡膠Mooney?Rivlin模型本構參數的確定方法
—使用LS-DYNA隱式算法進行準靜態橡膠壓縮數值模擬
一、引言
橡膠材料的力學特性一般是通過材料力學性能試驗得到應力-應變數據，之后擬合相應的本構模型來得到其材料系數，然而這組系數只能在橡膠相應的實驗應變范圍內使用，一旦超出實驗應變范圍，這組系數就不再可靠。考慮到實驗的成本、實驗條件的多變、橡膠的材料不均勻及仿真研究時的迅速、高效性，本文基于理論分析和實驗經驗結果，結合仿真分析在不需進行試驗的前提下對不同硬度的橡膠Mooney?Rivlin模型本構參數予以確定，所確定的本構參數可滿足大部分仿真工況。
Mooney?Rivlin是一個比較經典的橡膠本構模型，使用它幾乎可以模擬所有橡膠材料的力學行為，其適用于中、小變形，一般可應用于應變約為100%(拉)和30%（壓）的情況。在仿真分析中使用較簡單、應用最廣泛、精度可接受的應變能密度函數首選Mooney?Rivlin模型，其是可表達接近不可壓縮天然橡膠應力應變特性的較合理的橡膠本構模型。
二、理論分析
橡膠的剪切模量和彈性模量主要取決于其邵氏硬度，根據彈性理論：
由式（1）和（2），令彈性模量相等可得：
由于橡膠的容積彈性模數K≈2720N/mm2，剪切模量G≤2.4N/mm2,代入可得其泊松比典型值為0.4996，與0.5十分接近，本構模型參數確定時可將泊松比視為0.5。因此橡膠材料的彈性模量和剪切模量有如下關系：
Mooney?Rivlin模型的表達式為：
該模型可很好的描述變形小于150%的橡膠材料力學性能，完全能夠滿足橡膠實際應用的性能計算。
展開 Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
Abaqus為用戶提供了多種本構關系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當Abaqus進行模擬時假設這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應。與材料的剪切柔度相比，對于大多數類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關注。但是對于固體、平面應變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法。基于連續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
展開 abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細化模擬分享
橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性進而在隔震建筑中廣泛使用。鉛芯橡膠隔震支座是在天然橡膠隔震支座中心或非中心部增加鉛芯一個或多個制作而成的具有良好耗能能力的隔震支座。剖面圖如圖所示。
為了更真實準確地反應荷載作用下支座內部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構橡膠采用超彈性模(Arruda-Boyce模型)，鋼材采用雙折線線模型，鉛芯采用理想彈塑性模型。封板、鋼板和連接板的彈性模量E=200GPa，泊松比取0.3。鉛芯彈性模量E=18GPa，泊松比取0.42。下圖為橡膠的本構選取示意圖。
（3）分析步設置：均采用靜力通用，其中Step1為面壓荷載，Step2為水平荷載加載。
（4）邊界條件及荷載：
支座下連接板固結、橡膠與鋼板和上下封板均采用Tie連接方式，
上連接板施加支座面壓和位移
。
（5）單元類型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內部橡膠與鋼板建議開啟混合變形選項；選擇縮減積分可加快計算速度。
（6）本構正確性驗證：選取支座上表面中心點繪制荷載-位移圖如下圖所示。
如圖所示，滯回曲線呈明顯“旗幟”形。
（7）應力云圖和模擬動畫。
由于作者水平和時間有限，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請批評指正！
文章來源：廣東省院結構安全顧問
展開 Abaqus橡膠拉伸模擬：仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
（1）
背景
實物整體圖如下：
剖面圖：
外面是剛性法蘭，主體是橡膠球體，橡膠球體里面有嵌入的簾布層，簾布層里面有加固環，加固環也是嵌入在橡膠球體里。兩端法蘭和橡膠接頭兩端接觸，固定約束，橡膠球體和法蘭的一角在球體變形較大時接觸。分析在加載過程中該模型的應力和變形情況。
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創建幾何模型
2.
創建三種材料屬性和截面屬性
3.
裝配
4.
設置兩個靜態分析步
5.
定義接觸屬性、兩個接觸對和兩個約束
6.
設置pressure類型的載荷
固定一端給另外一端施加位移
7.
劃分網格
8.
提交計算查看結果
整體變形云圖
加固環應力云圖
橡膠應力云圖
整體應力剖面圖
文章來源：FILWTBY
展開 
ABAQUS學習筆記—橡膠參數設置
因筆者試驗構件中需要用到一些橡膠墊層來緩沖混凝土接觸面的內力，因此近期學習了一下橡膠材料如何在abaqus中進行輸入相應參數。在此非常感謝“兵心依舊”大佬提供的幫助。那么，我們來看看橡膠材料如何在abaqus中進行設置吧！
橡膠是一種變形大的
超彈性材料
，所以我們要使用超彈性材料來進行定義。我們可以使用
mooney-rivlin本構模型
來表示橡膠的變化行為。且由于橡膠變形較大，分析時需要使用
動力顯示求解器
進行計算。
當然了，也可以在靜力同用中進行分析，但只能進行二維平面分析，且單元需要選用CPS4R單元才可計算，否則會報錯。
其相應的參數設置如下圖所示：
（1）密度
（2）超彈性
我們假設一塊400x400的橡膠墊，上下為兩塊鋼板，在受到豎向位移時會是什么變化呢？那么，我們來看一下計算完成的結果吧！
今天就先講這么多吧，希望能夠對大家有所幫助！！！
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展開 ABAQUS學習筆記—橡膠參數設置
因筆者試驗構件中需要用到一些橡膠墊層來緩沖混凝土接觸面的內力，因此近期學習了一下橡膠材料如何在abaqus中進行輸入相應參數。在此非常感謝“兵心依舊”大佬提供的幫助。那么，我們來看看橡膠材料如何在abaqus中進行設置吧！
橡膠是一種變形大的
超彈性材料
，所以我們要使用超彈性材料來進行定義。我們可以使用
mooney-rivlin本構模型
來表示橡膠的變化行為。且由于橡膠變形較大，分析時需要使用
動力顯示求解器
進行計算。
當然了，也可以在靜力同用中進行分析，但只能進行二維平面分析，且單元需要選用CPS4R單元才可計算，否則會報錯。
其相應的參數設置如下圖所示：
（1）密度
（2）超彈性
我們假設一塊400x400的橡膠墊，上下為兩塊鋼板，在受到豎向位移時會是什么變化呢？那么，我們來看一下計算完成的結果吧！
今天就先講這么多吧，希望能夠對大家有所幫助！！！
文章來源：土木愛研小站
展開 Abaqus模擬橡膠材料
輸入橡膠實驗數據（雙軸、等軸、平面），利用abaqus材料評估功能擬合材料曲線。
采用模型以及參數如下：
HYPERELASTICITY - MOONEY-RIVLIN STRAINENERGY
D1 : 0.00000000
C10 : 0.174851734
C01 : 4.275962130E-03
設置材料參數如下：
模型如下（隨手一畫）：一共三個part，一個ding（一個長得像蘑菇的part）、一個ban（模擬地面）、一個xiang_jiao（模擬凳子的馬掌）。截圖展示了ding和它們裝配的product狀態。
分析步：分兩步，第一步將ding打入，第二步將ban壓上來。
均采用靜力通用載荷步
相互作用：創建了一個接觸屬性，摩擦系數0.3 。
‘’馬掌-釘子‘’、‘’地板-馬掌‘’這兩對關系中，其中的應該接觸的和有可能接觸的部分都應該選擇上。
設置剛體約束：將釘子和地面剛化
需要限制馬掌的邊界，取了四分之一減少計算量，圖中紅色面是自由的，馬掌未倒角的稱為底面吧，倒角的稱為頂面，地面與頂面接觸，凳子底采用約束模擬，馬掌底面限制U2=UR1=UR3=0；這意味著將失去對“凳子-馬掌底面”摩擦力的考慮，仿真將失真。
ding_ru（釘入）的時候釘子采用位移邊界條件朝著Y負向移動，此時地面可以不動，此處圖中設置了地面的邊界條件，但是數值設置U1、2、3=UR1、2、3=0，第二步jie_di（接地）才開始動。
馬掌的網格劃分如上圖所示。把需要的地方放上應該有所需數量的網格，盡量避免出現吃瓜網格、師兄網格和公平網格。
網格類型：C3D8H: 八結點線性六面體單元, 雜交, 常壓力.
展開 Abaqus模擬橡膠大變形
Abaqus為用戶提供了多種本構關系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當Abaqus進行模擬時假設這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應。與材料的剪切柔度相比，對于大多數類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關注。但是對于固體、平面應變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法。基于連續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
圖3 分析步定義
4、定義接觸對：Push下表面和橡膠表面，Base上表面和橡膠表面。
展開 橡膠減振器設計分析與ABAQUS模擬仿真
橡膠減振器設計分析與ABAQUS模擬仿真
橡膠分析的難點與挑戰
橡膠元件的典型結構及典型承載
橡膠材料的基礎實驗與參數擬合
ABAQUS特有功能在橡膠分析中的應用
展望ABAQUS在求解橡膠問題的新的研究方向
橡膠分析與ABAQUS-1.rar
橡膠分析與ABAQUS-2.rar
