橡膠擠壓
關注創建者：復合材料力學-君莫 創建時間：2016-07-02
橡膠擠壓的實例教程
5.添加材質，底部圓柱：橡膠。
6.上方圓柱：普通碳鋼——使成剛性。
7.刪除自帶的接觸。
8.連結上右鍵：相觸面組 。
8-1.接觸：自動查找接觸面組；零件部件：兩個圓柱——查找相觸面組；高級：曲面到曲面。
9.【夾具】固定幾何體，選擇：底面。
10.右鍵：高級夾具 。
10-1.在圓柱面上，激活：徑向、圓周 。（是圓柱體不會徑向移動和旋轉）
11.【高級夾具】在平面上，垂直與面：2 mm，反向。（向下壓2mm就行，3mm運算時間太長了）
12.【生成網格】使用默認精度就行。
13.【運行此算例】。
13-1.過程非常慢，向下壓3mm用了10分鐘。
14.【位移圖解】變形形狀：自動。
14-1.圖標選項，勾選：顯示最小、最大注解。
15.右鍵：動畫 。
16.完成。
文章來源：SolidWorks研習社
展開 適用場景舉例
■ 擠壓—坯體由于材料流入模具而發生過度變形；
■ 墊圈密封—密封墊圈材料被擠入填充間隙；
■ 斷裂力學—裂紋尖端區域的局部高應力和高變形場可能導致部件失效。
應用舉例
剛性體擠壓橡膠：小剛性塊擠壓至橡膠塊內，沿垂向運動15mm，橡膠塊發生大變形，為減少計算量，只建立四分之一模型，其初始幾何形狀和網格如下圖所示。
初始幾何形狀和網格
施加強制位移
該案例演示了應用非線性網格自適應技術來消除網格畸變，求解與大變形相關的問題。
柔性橡膠塊在兩個面具有對稱性邊界條件，并在底部固定。剛性體放置在柔性塊的頂部，沿y的反方向施加強制位移。它的目標是在柔性橡膠塊中下壓15mm。
沒有非線性自適應
在沒有非線性自適應的情況下，網格高度畸變，計算失真，且不收斂。
自適應網格劃分
基于網格質量準則的非線性自適應技術在求解過程中自動優化了發生高度畸變的網格質量。通過幾次重劃分，成功地求解了這種網格畸變的大變形問題。
剛性體擠壓橡膠變形的動畫如下所示：
展開 適用場景舉例
■ 擠壓—坯體由于材料流入模具而發生過度變形；
■ 墊圈密封—密封墊圈材料被擠入填充間隙；
■ 斷裂力學—裂紋尖端區域的局部高應力和高變形場可能導致部件失效。
應用舉例
剛性體擠壓橡膠：小剛性塊擠壓至橡膠塊內，沿垂向運動15mm，橡膠塊發生大變形，為減少計算量，只建立四分之一模型，其初始幾何形狀和網格如下圖所示。
眾所周知，橡膠作為不可壓縮材料，具有很強的材料非線性，在計算過程中，往往會因為產生過大的變形導致網格畸變嚴重，求解終止。不僅如此，橡膠材料計算過程中往往還會帶有復雜的幾何非線性和接觸非線性，使求解收斂難度進一步提高，本篇文章將介紹在Workbench中如何對橡膠計算的收斂進行調試。
本實例研究橡膠的擠壓問題的收斂方法，如圖1，上下實體是結構鋼材料，中間實體為橡膠，固定約束下端實體底面以及中間橡膠體的兩個端面，同時約束橡膠體的表面，使其僅有X方向自由度，上端實體上表面施加沿-x方向的6mm位移，接觸均為摩擦接觸，摩擦系數0.1，計算結構的變形情況。
圖1
首先設置橡膠材料，然后設置接觸，將橡膠設置為接觸面，結構鋼設置為目標面，兩對接觸均為摩擦接觸，摩擦系數0.1，均設為增廣拉格朗日算法，且在高斯積分點進行接觸檢測，其余設置保持程序控制，接著對將橡膠實體進行六面體網格劃分，施加邊界條件，最后進行求解設置，采用直接求解器，打開大變形。
圖2
圖3
圖4
圖5
圖6
進行求解，經過171次迭代后程序報錯，無法收斂，力的收斂曲線如圖7。
圖7
對于橡膠這種不可壓縮材料，為了提高其收斂性，可以在分析設置中的非線性控制里，將求解器改成非對稱求解器，同時打開線性搜索功能，如圖8。
圖8
進行求解，經過111步迭代后程序報錯，求解停止，報錯提示是單元產生了高度扭曲，如圖9，對于這種問題，可以嘗試通過減小時間步長解決，但減少時間步長仍會報錯，讀者可自行嘗試。
圖9
由于橡膠表現為不可壓縮性，泊松比接近0.5，易發生體積自鎖，因此可以使用U-P單元技術解除體積自鎖，只需在橡膠體下插入命令，如圖10.
展開 下面用一個簡單的例子來對比使用ALE前后的區別：
整個模型如下所示：
給剛性面施加向下的強迫位移來擠壓橡膠塊，采用Abaqus/Explcit求解器。
在step-other中設置ALE如下所示：
最終的變形如下圖所示，云圖中顯示各個單元均沒有發生畸變。
關閉ALE功能，同樣工況下，在進行一步迭代之后，卻由于局部的單元畸變報錯。
ALE能夠極大的改善在大變形過程中因為單元畸變而造成計算無法進行下去的問題。
橡膠擠壓的最新內容
這些壓力會擠壓橡膠與固體、剛性體之間的接觸面，試圖在縫隙位置撐開接觸面。此時，我們關注的是接觸面的壓力分布情況，以此來判斷橡膠圈是否能夠提供完好的密封。
流體壓力加載采用命令的方式如下所示
三、材料設置與接觸條件
橡膠材料的選擇至關重要，它直接影響到密封件的密封性能和耐用性。
建模步驟 1.【拉伸凸臺】直徑：100 ，高度：40 。 2.【拉伸凸臺】直徑：60 ，高度：50 。 3.【新建裝配體】插入兩個零件，添加：輪廓中心配合。（兩個圓柱都固定） 4.【Simulation】-【新算例】-【非線性】靜應力分析。 4-1.【右鍵-屬性】結束時間：0.5 ；解算器：DS解算器 。 5.添加材質，底部圓柱：橡膠。 6.上方圓柱：普通碳鋼——使成剛性。 7.刪除自帶的接觸。
（2）采用流線形型面的錐形彈簧，受擠壓后橡膠部分以滾動方式與金屬件相接觸，可以有效避免錐形彈簧的橡膠型面出現褶皺現象，增大橡膠部分的應變釋放面積，消除應力集中點，延長錐形彈簧的疲勞壽命。
（3）采用喇叭口式隔板的錐形彈簧，可通過改變喇叭口半徑的大小靈活實現錐形彈簧的垂向剛度與橫向剛度匹配。
本實例研究橡膠的擠壓問題的收斂方法，如圖1，上下實體是結構鋼材料，中間實體為橡膠，固定約束下端實體底面以及中間橡膠體的兩個端面，同時約束橡膠體的表面，使其僅有X方向自由度，上端實體上表面施加沿-x方向的6mm位移，接觸均為摩擦接觸，摩擦系數0.1，計算結構的變形情況。
Gasket模型
3、墊片幾何模型的網格劃分方法
4、Gasket材料屬性
5、壓力容器密封設計與密封性能評價
6、墊片密封性能評價方法
工程實例-1：壓力容器法蘭墊片密封分析
工程實例-2：壓力容器橡膠密封結構擠壓分析
1：柱式壓力容器線性/非線性屈曲分析
工程實例-2：立式壓力罐支承處局部屈曲失穩計算
壓力容器密封分析
1、襯墊基本知識
2、墊片材料模型-Gasket模型
3、墊片幾何模型的網格劃分方法
4、Gasket材料屬性
5、壓力容器密封設計與密封性能評價
6、墊片密封性能評價方法
工程實例-1：壓力容器法蘭墊片密封分析
工程實例-2：壓力容器橡膠密封結構擠壓分析
應用舉例
剛性體擠壓橡膠：小剛性塊擠壓至橡膠塊內，沿垂向運動15mm，橡膠塊發生大變形，為減少計算量，只建立四分之一模型，其初始幾何形狀和網格如下圖所示。
剛性體擠壓橡膠變形的動畫如下所示：
下面用一個簡單的例子來對比使用ALE前后的區別：
整個模型如下所示：
給剛性面施加向下的強迫位移來擠壓橡膠塊，采用Abaqus/Explcit求解器。
在step-other中設置ALE如下所示：
最終的變形如下圖所示，云圖中顯示各個單元均沒有發生畸變。
5，由第1至第4及第7條所列的木質及類似木質材料加工機械的組合機械;
6，具有多個刀架的手動進給的木工開榫機;
7，手動進給的，立式木質及類似木質材料加工機械;
8，手持式木工鏈鋸;
9，采用人工上下料金屬冷加工用沖壓床,其移動之工作的行程超過6mm,速度每秒超過30mm/s,包括彎板機;
10，采用人工上下料的塑料注射或擠壓成型機械;
11，采用人工上下料的橡膠注射或擠壓成型機械
