橡膠 abaqus 擬合的案例
橡膠材料粘彈性擬合詳解！－ABAQUS與ANSYS
橡膠材料具有超彈性及粘性，超彈性分析，大家都分析比較多了，粘彈性大家應(yīng)該做的不是很多。
下面給出粘彈性擬合的過(guò)程，希望對(duì)大家有點(diǎn)幫助。
并用ANSY合ABAQUS進(jìn)行了擬合對(duì)比！
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)實(shí)驗(yàn)室。
下載地址：
粘彈性擬合過(guò)程.pdf
如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型下載
數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實(shí)驗(yàn)材料性能，當(dāng)然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來(lái)，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開(kāi) 如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型下載
數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實(shí)驗(yàn)材料性能，當(dāng)然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來(lái)，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開(kāi) 【ANSYS】橡膠材料本構(gòu)擬合與拉扭試驗(yàn)驗(yàn)證
01 引子
橡膠材料是典型的超彈性材料，要獲取超彈性材料本構(gòu)模型（常見(jiàn)有Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等），一般需要做一系列標(biāo)準(zhǔn)橡膠試驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。
本例演示了ANSYS對(duì)超彈性材料的曲線擬合能力，并通過(guò)有限元分析與拉扭試驗(yàn)的對(duì)比，驗(yàn)證所建立的本構(gòu)模型的有效性。
常見(jiàn)的橡膠標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)
02 案例介紹
現(xiàn)需要一個(gè)本構(gòu)模型來(lái)匹配硫化天然橡膠材料在各種變形模式下的100%工程應(yīng)變的行為。
本例中，已通過(guò)試驗(yàn)（單軸、雙軸和平面拉伸試驗(yàn)）獲取了橡膠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。使用這些數(shù)據(jù)，通過(guò)超彈性擬合能力確定本構(gòu)模型的參數(shù)，可以擬合3參、5參和9參的Mooney-Rivlin超彈性模型。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)
同時(shí)對(duì)橡膠進(jìn)行了拉扭實(shí)驗(yàn)（將條形試件的兩端夾入測(cè)試儀器中，然后將試樣拉伸到原尺寸長(zhǎng)度的50%，并將試樣的一端扭四圈）。試樣與ASTM D1043中規(guī)定的試樣相似，如下圖所示：
拉扭試驗(yàn)條形試件
使用擬合得出的Mooney-Rivlin超彈性模型（5參為例）對(duì)拉扭試驗(yàn)就行有限元分析，并與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，據(jù)此判斷前面擬合得出的本構(gòu)模型能否反映橡膠材料的真實(shí)行為。
模型采用SOLID186單元，兩端夾鉗區(qū)域采用MPC算法綁定到定位點(diǎn)。
有限元模型示意圖
按照拉扭試驗(yàn)的加載順序：
step1：對(duì)兩端夾持區(qū)域施加試件厚度25%的壓縮位移，模擬夾具對(duì)試件的夾持作用。
step2：通過(guò)移動(dòng)一側(cè)的夾持區(qū)域（剛性接觸面），同時(shí)固定另一側(cè)夾持區(qū)域，模擬拉伸到50%的拉伸狀況。
展開(kāi) 
助力提升橡膠仿真精度：易瑞博科技超彈性材料全面本構(gòu)測(cè)試與精準(zhǔn)擬合服務(wù)
超彈性+Mullins效應(yīng)參數(shù)聯(lián)合擬合
對(duì)于需要模擬軟化效應(yīng)的工況，我們提供耦合Ogden-Roxburgh等Mullins效應(yīng)模型的綜合本構(gòu)擬合服務(wù)，使您的仿真模型不僅能反映穩(wěn)態(tài)行為，更能準(zhǔn)確模擬初次使用的歷史依賴(lài)特性。
以下為我司測(cè)試所得拉伸試驗(yàn)曲線與擬合曲線對(duì)比圖：
平面拉伸試驗(yàn)曲線與擬合曲線對(duì)比圖
單軸拉伸試驗(yàn)曲線與擬合曲線對(duì)比圖
等雙軸拉伸試驗(yàn)曲線與擬合曲線對(duì)比圖
我們的
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
03
PART
01
數(shù)據(jù)可靠
經(jīng)計(jì)量認(rèn)證的高精度傳感器，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量可控，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試可在 -70°C 至 260°C 的寬溫域內(nèi)進(jìn)行，并廣泛采用非接觸式光學(xué)/視頻引伸計(jì)進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量，最大限度減少大變形測(cè)量誤差，確保原始數(shù)據(jù)的精確與可靠。
02
模型精準(zhǔn)
我們的擬合不僅追求曲線匹配，更注重模型在外推與復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的物理合理性。憑借超過(guò)200%應(yīng)變的等雙軸拉伸等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的支撐，我們的模型能更真實(shí)地預(yù)測(cè)材料在大變形下的硬化行為，顯著提升有限元仿真精度。
03
無(wú)縫銜接
擬合出的材料參數(shù)可直接導(dǎo)入 Ansys、Abaqus、MSC.Marc 等主流仿真軟件，無(wú)縫對(duì)接您的設(shè)計(jì)與分析流程。
準(zhǔn)確的仿真，始于準(zhǔn)確的材料模型。
如果您正在為橡膠材料參數(shù)的準(zhǔn)確性困擾，或希望提升仿真的預(yù)測(cè)精度，歡迎掃描下方二維碼或點(diǎn)擊文章底部閱讀原文與我們聯(lián)系，獲取技術(shù)咨詢(xún)或探討測(cè)試方案。
☆ END ☆
展開(kāi) 橡膠材料超彈性本構(gòu)擬合以及密封圈初始?jí)嚎s量的考慮 ￥4.9
3、 考慮到以上兩點(diǎn)因素，本文以簡(jiǎn)單密封結(jié)構(gòu)展示密封圈初始?jí)嚎s量在abaqus軟件里的實(shí)現(xiàn)，不影響后續(xù)工況的加載，通過(guò)上述計(jì)算可以提取出密封圈的裝配力等結(jié)果。
4、 密封圈材料一般是橡膠，橡膠等不可壓縮材料一般要通過(guò)構(gòu)建超彈性本構(gòu)來(lái)進(jìn)行處理，本文展示了在abaqus軟件中通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)對(duì)橡膠超彈性本構(gòu)的擬合。
附件為計(jì)算inp模型及操作重點(diǎn)步驟，感興趣的可以下載。
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(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)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(cè)，我們引入了有限元仿真分析技術(shù)，其可以通過(guò)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(cè)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(jiǎn)單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過(guò)程。
仿真分析過(guò)程可分為三個(gè)大過(guò)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(guò)程，將操作過(guò)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(guò)程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過(guò)程，所以選用了結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見(jiàn)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(duì)成熟的橡膠本構(gòu)模型（如圖2所示），我們可以通過(guò)指定相關(guān)的系數(shù)來(lái)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(duì)精準(zhǔn)的參數(shù)。
展開(kāi) Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
Abaqus為用戶(hù)提供了多種本構(gòu)關(guān)系來(lái)模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當(dāng)Abaqus進(jìn)行模擬時(shí)假設(shè)這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時(shí)考慮幾何非線性效應(yīng)。與材料的剪切柔度相比，對(duì)于大多數(shù)類(lèi)似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當(dāng)分析對(duì)象為平面應(yīng)力問(wèn)題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個(gè)問(wèn)題不值得關(guān)注。但是對(duì)于固體、平面應(yīng)變或者軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題卻不能忽略。對(duì)此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來(lái)模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學(xué)性能的描述方法主要為兩類(lèi)：一類(lèi)是認(rèn)為橡膠為連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)描述；另一類(lèi)是基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法。基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的本構(gòu)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(xué)統(tǒng)計(jì)主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構(gòu)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(gè)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(shù)如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數(shù)設(shè)置
3、裝配，定義分析步，采用默認(rèn)的場(chǎng)輸出和歷史輸出。為了保證剛開(kāi)始能夠較容易收斂，設(shè)置分析步初始增量步為0.01，打開(kāi)幾何非線性。
展開(kāi) Abaqus橡膠拉伸模擬：仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過(guò)程
Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過(guò)程
（1）
背景
實(shí)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(huán)，加固環(huán)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(shí)接觸。分析在加載過(guò)程中該模型的應(yīng)力和變形情況。
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創(chuàng)建幾何模型
2.
創(chuàng)建三種材料屬性和截面屬性
3.
裝配
4.
設(shè)置兩個(gè)靜態(tài)分析步
5.
定義接觸屬性、兩個(gè)接觸對(duì)和兩個(gè)約束
6.
設(shè)置pressure類(lèi)型的載荷
固定一端給另外一端施加位移
7.
劃分網(wǎng)格
8.
提交計(jì)算查看結(jié)果
整體變形云圖
加固環(huán)應(yīng)力云圖
橡膠應(yīng)力云圖
整體應(yīng)力剖面圖
文章來(lái)源：FILWTBY
展開(kāi) ABAQUS橡膠支座仿真：有初始轉(zhuǎn)角的橡膠隔震支座水平力學(xué)性能研究
徐忠根，管興坡，張杰，鄧長(zhǎng)根，陳榮毅
摘要：在采用橡膠隔震支座的大跨空間結(jié)構(gòu)中，其支座的上下表面常常存在相對(duì)轉(zhuǎn)角，針對(duì)這一問(wèn)題，從兩個(gè)方向?qū)ι舷卤砻嬗邢鄬?duì)轉(zhuǎn)角的橡膠隔震支座的水平力學(xué)性能進(jìn)行了研究。在轉(zhuǎn)角為0.005rad、0.01rad和0.015rad的情況下，對(duì)橡膠隔震支座進(jìn)行了水平力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，支座水平剛度會(huì)隨轉(zhuǎn)角的增大而減小。然后，運(yùn)用ABAQUS軟件進(jìn)行了有限元模擬分析，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果和有限元結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。最后，通過(guò)ABAQUS軟件對(duì)有初始轉(zhuǎn)角的橡膠隔震支座進(jìn)行了參數(shù)分析。結(jié)果表明：有限元分析得到的水平剛度與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，為參數(shù)分析提供了依據(jù)；有初始轉(zhuǎn)角的隔震支座的水平剛度與加載方向有關(guān)；初始轉(zhuǎn)角對(duì)疊層橡膠支座水平剛度的影響會(huì)隨著初始轉(zhuǎn)角、支座第一形狀系數(shù)和支座第二形狀系數(shù)的增大而增大；根據(jù)有限元結(jié)果給出了有初始轉(zhuǎn)角的橡膠隔震支座的水平剛度計(jì)算公式，可供設(shè)計(jì)人員參考使用。
展開(kāi) abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細(xì)化模擬分享
橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復(fù)位能力、良好的變形能力等特性進(jìn)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(gè)或多個(gè)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(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)荷載作用下支座內(nèi)部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺(tái)對(duì)鉛芯橡膠隔震支座進(jìn)行精細(xì)化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構(gòu)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(gòu)選取示意圖。
（3）分析步設(shè)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(jié)、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(lèi)型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內(nèi)部橡膠與鋼板建議開(kāi)啟混合變形選項(xiàng)；選擇縮減積分可加快計(jì)算速度。
（6）本構(gòu)正確性驗(yàn)證：選取支座上表面中心點(diǎn)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(yīng)力云圖和模擬動(dòng)畫(huà)。
由于作者水平和時(shí)間有限，建模分析過(guò)程可能存在疏忽或有誤的地方還請(qǐng)批評(píng)指正！
文章來(lái)源：廣東省院結(jié)構(gòu)安全顧問(wèn)
展開(kāi) 
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(guó)防中隔震、絕緣等方面具有廣泛應(yīng)用，如汽車(chē)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(chēng)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(lái)很多理論模型來(lái)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(shì)，為用戶(hù)提供了多種橡膠材料的本構(gòu)模型，用戶(hù)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(guò)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(guò)程在程序中可自動(dòng)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(mǎn)足對(duì)大變形行為的描述，我們用應(yīng)變勢(shì)能（strain energy/potential）來(lái)表達(dá)超彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
展開(kāi) 橡膠=汽車(chē)半條命：淺談ABAQUS橡膠大變形仿真5大注意事項(xiàng)
導(dǎo)讀：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(chē)行業(yè)尤為明顯。縱觀過(guò)去近200年的歷史，硫化橡膠的誕生直接推動(dòng)了汽車(chē)革命。如今在我們的汽車(chē)中，橡膠制品早已是“汽車(chē)的半條命”。就拿我們常見(jiàn)的桑塔納轎車(chē)來(lái)說(shuō)，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(chē)的性能和安全。
橡膠材料是一種典型的超彈材料，其在受力過(guò)程中可以看作只有形狀改變而其體積幾乎無(wú)變化的不可壓縮性物體，同時(shí)還伴隨著幾何非線性和物理非線性。因此，對(duì)橡膠材料的相關(guān)仿真計(jì)算的難度相對(duì)較大一些。
首先簡(jiǎn)單回顧一下有限元仿真分析中的非線性問(wèn)題類(lèi)型：
①邊界條件的非線性：即邊界條件在分析過(guò)程中發(fā)生變化。接觸問(wèn)題就是一種典型的邊界條件非線性問(wèn)題。它的特點(diǎn)是邊界條件不能在計(jì)算的開(kāi)始就可以全部給出，而是在計(jì)算過(guò)程中確定的，接觸物體之間的接觸面積和壓力分布隨外載荷變化。
②材料的非線性：即材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為非線性。
③幾何的非線性：即位移的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)發(fā)生影響，包括大轉(zhuǎn)動(dòng)、大位移、幾何剛性化等問(wèn)題．
在橡膠制品的仿真分析過(guò)程中，以上三種非線性類(lèi)型均有涉及，如果分析設(shè)置不當(dāng)，極其容易導(dǎo)致求解困難，特別是對(duì)變形復(fù)雜（比如和多個(gè)不規(guī)則邊界接觸、變形很大等）情況。這樣一來(lái)，如何實(shí)現(xiàn)橡膠制品大變形的仿真便成我們較為關(guān)心的問(wèn)題。
下面以對(duì)橡膠柱的壓縮試驗(yàn)的仿真分析為例，簡(jiǎn)述一下針對(duì)橡膠大變形仿真過(guò)程中需要注意的幾點(diǎn)：
圖1、理想與現(xiàn)實(shí)的差距
(一)模型的簡(jiǎn)化
對(duì)于一個(gè)工業(yè)數(shù)模，常常需要進(jìn)行一些合理的模型簡(jiǎn)化，但不可過(guò)度簡(jiǎn)化。
展開(kāi) 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(dòng)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(dòng)力分析
Man Liao (廖曼), Bin Wu (吳斌), Xianzhi Zeng (曾顯志) , Kailai Deng* (鄧開(kāi)來(lái))
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(lái)模擬橡膠支座的力學(xué)行為。當(dāng)豎向地震動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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(kāi) 基于ABAQUS分析結(jié)果的Isight試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合
圖20 History選項(xiàng)卡
31.初始模擬、最終模擬和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)圖21.可以看出
圖21 初始、最終模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
四、結(jié)論
從擬合結(jié)果可以看出，Isight的數(shù)據(jù)匹配可以有效地擬合材料參數(shù)，主要材料參數(shù)與試驗(yàn)誤差明顯減少，見(jiàn)表2，如彈性模量誤差減小3.75%，軸心受壓強(qiáng)度誤差減小16.67%，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)承載力分析影響顯著。快速有效地匹配到真實(shí)材料參數(shù)可以提高建模效率和分析準(zhǔn)確性。
基于ABAQUS分析結(jié)果的Isight試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬.ppt
模型文件.rar
五、設(shè)備情況及計(jì)算耗時(shí)
CPU：AMD Athlon(tm) II X4 640 Processor 3.0 Ghz
內(nèi)存：4GB
計(jì)算耗時(shí)：406s
展開(kāi) 