橡膠擠壓的案例
SolidWorks Simulation橡膠擠壓彈性仿真
5.添加材質(zhì)，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(jié)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(zhuǎn)）
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(wǎng)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 ANSYS 非線性自適應(yīng)（NLAD）網(wǎng)格劃分及應(yīng)用舉例
適用場景舉例
■ 擠壓—坯體由于材料流入模具而發(fā)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(qū)域的局部高應(yīng)力和高變形場可能導(dǎo)致部件失效。
應(yīng)用舉例
剛性體擠壓橡膠：小剛性塊擠壓至橡膠塊內(nèi)，沿垂向運動15mm，橡膠塊發(fā)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(wǎng)格如下圖所示。
初始幾何形狀和網(wǎng)格
施加強制位移
該案例演示了應(yīng)用非線性網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)來消除網(wǎng)格畸變，求解與大變形相關(guān)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(yīng)
在沒有非線性自適應(yīng)的情況下，網(wǎng)格高度畸變，計算失真，且不收斂。
自適應(yīng)網(wǎng)格劃分
基于網(wǎng)格質(zhì)量準則的非線性自適應(yīng)技術(shù)在求解過程中自動優(yōu)化了發(fā)生高度畸變的網(wǎng)格質(zhì)量。通過幾次重劃分，成功地求解了這種網(wǎng)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 非線性自適應(yīng)（NLAD）網(wǎng)格劃分及應(yīng)用舉例
適用場景舉例
■ 擠壓—坯體由于材料流入模具而發(fā)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(qū)域的局部高應(yīng)力和高變形場可能導(dǎo)致部件失效。
應(yīng)用舉例
剛性體擠壓橡膠：小剛性塊擠壓至橡膠塊內(nèi)，沿垂向運動15mm，橡膠塊發(fā)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(wǎng)格如下圖所示。
基于Workbench的橡膠計算收斂調(diào)試
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(chǎn)生過大的變形導(dǎo)致網(wǎng)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(fù)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(diào)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(jié)構(gòu)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(shù)0.1，計算結(jié)構(gòu)的變形情況。
圖1
首先設(shè)置橡膠材料，然后設(shè)置接觸，將橡膠設(shè)置為接觸面，結(jié)構(gòu)鋼設(shè)置為目標面，兩對接觸均為摩擦接觸，摩擦系數(shù)0.1，均設(shè)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(shè)置保持程序控制，接著對將橡膠實體進行六面體網(wǎng)格劃分，施加邊界條件，最后進行求解設(shè)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(jīng)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(shè)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(jīng)過111步迭代后程序報錯，求解停止，報錯提示是單元產(chǎn)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(xiàn)為不可壓縮性，泊松比接近0.5，易發(fā)生體積自鎖，因此可以使用U-P單元技術(shù)解除體積自鎖，只需在橡膠體下插入命令，如圖10.
展開 
Abaqus 中ALE功能應(yīng)用介紹
下面用一個簡單的例子來對比使用ALE前后的區(qū)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(shè)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(fā)生畸變。
關(guān)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。
ANSYS發(fā)布POLYFLOW 3.12新版本
美國賓夕法尼亞州2008年10月7日消息，ANSYS公司發(fā)布最新的用于分析塑料和橡膠加工、玻璃成型和食品加工的POLYFLOW3.12版本。新版POLYFLOW包含了新的求解器和為滿足具體應(yīng)用而創(chuàng)建的模型，能夠更快速、高效地處理更復(fù)雜的問題。新版POLYFLOW能夠為ANSYS公司的結(jié)構(gòu)分析軟件提供數(shù)據(jù)，從而提高虛擬樣機預(yù)測的精度。
ANSYS公司的POLYFLOW軟件最廣為人知的是其對粘彈性材料的建模能力，包括多種塑料、橡膠、涂料和粘團狀物質(zhì)。這些材料的行為介于流體與固體之間，因此很難對其進行模擬。POLYFLOW軟件通常應(yīng)用于：塑料瓶吹塑成型、熱成型優(yōu)化藥物和食品包裝、橡膠密封制品模具設(shè)計擠壓成型和逆向擠壓成型、餐具設(shè)計玻璃成型。
“新版POLYFLOW所做的改進意味著用戶現(xiàn)在能夠?qū)⒃撥浖?yīng)用到更多的設(shè)計問題。”ANSYS公司市場副總裁ChrisReid說道，“新的版本能夠滿足我們行業(yè)用戶的兩大重要需求，即能夠用更低的內(nèi)存更快地實現(xiàn)更大型的仿真，并借助結(jié)構(gòu)分析軟件進行虛擬測試完成制造仿真。” 新版本增加三個高效而穩(wěn)健的求解器分別應(yīng)用全耦合法、多波前法和迭代法，這意味著用戶能夠進行更大型網(wǎng)格的仿真。比如說，在一臺標準的高端電腦上只需幾個小時就可以實現(xiàn)對具有300萬單元的模具的三維仿真。與先前的POLYFLOW軟件相比，新版本大型仿真的處理速度提高了一倍之多。
在復(fù)雜的橡膠、塑料擠壓成型和共擠成型工藝中，更快速的仿真使得自動模的優(yōu)化和平衡設(shè)計成為可能。這減少了所需的試錯時間，因為模具設(shè)計師能夠借助POLYFLOW來確定哪種幾何結(jié)構(gòu)能夠帶來模唇的最佳速度剖面，然后應(yīng)用代碼的獨特設(shè)計能力。最終的數(shù)據(jù)能夠提供給ANSYS結(jié)構(gòu)分析仿真軟件來進行機械測試和確定制造或設(shè)計調(diào)整的必要性。
展開 基于流體壓力的橡膠圈密封有限元仿真分析方法--ANSYS Workbench有限元分析方法--橡膠密封方法
今天，我們就來一起探討一下如何利用ANSYS Workbench這一強大的有限元分析軟件，對典型的橡膠圈密封進行精確計算和分析。
一、模型介紹
我們構(gòu)建的模型是一個圓柱形的軸對稱結(jié)構(gòu)，通過取其截面進行模擬分析。這個模型由三部分組成：左側(cè)是固體部分，中間是橡膠圈，右側(cè)是剛性體。這種設(shè)計在很多工業(yè)設(shè)備中都能看到，其密封性能直接關(guān)系到設(shè)備的正常運行。
二、壓縮與加載
在模擬的初始階段，右側(cè)的剛性體會上移到指定位置，對橡膠圈進行壓縮。這一步是為了模擬實際安裝過程中橡膠圈的變形情況，確保其能夠適應(yīng)密封槽的形狀。
結(jié)果如圖所示
接下來，我們在橡膠圈的凹槽部分加載流體壓力。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(guān)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(shè)置與接觸條件
橡膠材料的選擇至關(guān)重要，它直接影響到密封件的密封性能和耐用性。在模擬中，我們根據(jù)實際情況選擇了合適的橡膠材料，并設(shè)定了相應(yīng)的物理參數(shù)。
與此同時，橡膠與固體、剛性體之間的接觸也被設(shè)定為摩擦接觸，摩擦系數(shù)設(shè)為0.1。為了更準確地模擬實際情況，我們還設(shè)置了每步更新剛度的選項，以確保模擬結(jié)果的準確性。
四、提高收斂性
在進行有限元分析時，有時會遇到不收斂的問題。這可能是由于模型設(shè)置、網(wǎng)格劃分或求解器參數(shù)等原因?qū)е碌摹榱私鉀Q這個問題，提高收斂從下面來幾方面考慮
1.可以為模型嘗試添加keyopt,matid,6,1等參數(shù)來提高收斂性。
展開 機械ce認證需要什么要求？
危險機械證書
下列為機械指令附錄四所列之“危險機械”：
1，圓鋸機(單鋸片或多鋸片)，用來加工木質(zhì)及類似木質(zhì)或加工肉質(zhì)及類似肉質(zhì)類材料的以下設(shè)備：
1.1 具有固定的床身或者支撐，采用手動進給或裝有可拆卸的動力進給，切削時鋸片固定的圓鋸機;
1.2 具有手動操作的往復(fù)式床身或滑架，切削時鋸片固定的圓鋸機;
1.3 具有內(nèi)置式機械進給裝置，手動上下料，切削時鋸片固定的圓鋸機;
1.4 具有機械移動式鋸片，手動上下料，切削時鋸片移動的圓鋸機;
2，手動進給的木工平面刨床;
3，具有內(nèi)置式機械進給裝置，手動上下料，加工木材用的單面刨床;
4，帶鋸機，用來加工木質(zhì)及類似木質(zhì)或加工肉質(zhì)及類似肉質(zhì)類材料的以下設(shè)備：
4.1 具有固定的或往復(fù)運動的床身或者支撐，切削時鋸片固定的帶鋸機;
4.2 鋸片裝在往復(fù)式移動架上的帶鋸機;
5，由第1至第4及第7條所列的木質(zhì)及類似木質(zhì)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(zhì)及類似木質(zhì)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;
12，以下幾種地下作業(yè)機械：
12.1 機車和司閘車;
12.2 液壓支撐設(shè)備
;13，安裝有壓縮裝置、收集家庭垃圾用的人工裝載車;
14，可拆卸的機械傳動裝置及其防護罩;
15，可拆卸機械傳動裝置的防護罩;
16，汽車舉升機;
17，跌落風險垂直高度超過3米的舉升人或貨物的舉升設(shè)備;
18，手持式qiang彈推動打釘設(shè)備及其他沖擊設(shè)備
展開 “Ansys Workbench壓力容器有限元分析”高級培訓
基于實體單元的壓力容器筒體與接管連接區(qū)塑性極限分析（極限載荷法）
工程實例-2：基于實體單元的壓力容器筒體與接管連接區(qū)彈塑性分析
工程實例-3：基于殼單元的立式壓力容器的塑性極限分析（極限載荷法）
工程實例-4：基于殼單元的立式壓力容器彈塑性分析
壓力容器應(yīng)力奇異分析與消除技術(shù)
1、壓力容器子模型分析的目的
2、子模型技術(shù)簡介
3、應(yīng)力奇異的概念
4、應(yīng)力奇異產(chǎn)生的原因
5、應(yīng)力奇異的消除方法
6、子模型技術(shù)的操作步驟
7、邊界切分方法與操作技巧
8、子模型技術(shù)的ANSYS WB實現(xiàn)方法與設(shè)置技巧
工程實例-1：基于ANSYS WB子模型技術(shù)的帶局部夾套臥式容器應(yīng)力分析
壓力容器屈曲分析
1、壓力容器穩(wěn)定性分析簡介
2、分支點和極值點穩(wěn)定
3、分支點和極值點穩(wěn)定問題的WB計算模塊
4、分支點穩(wěn)定（特征值屈曲）計算理論
5、分支點穩(wěn)定（特征值屈曲）計算的WB設(shè)置技巧
6、極值點穩(wěn)定（非線性屈曲）計算原理
7、極值點穩(wěn)定（非線性屈曲）的WB計算設(shè)置與操作技巧
7.1載荷加載法
7.2位移加載法
7.3弧長法
7.4算法穩(wěn)定性的增強技術(shù)
7.5載荷-位移曲線的提取與計算結(jié)果的正確性評價
7.6非線性屈曲技術(shù)的總結(jié)
8、壓力容器整體失穩(wěn)與局部失穩(wěn)的判定方法
9、初始缺陷的施加方法
工程實例-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(wěn)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(wǎng)格劃分方法
4、Gasket材料屬性
5、壓力容器密封設(shè)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(jié)構(gòu)擠壓分析
展開 【3月5-7日 線上】Ansys Workbench壓力容器有限元分析高級培訓
分支點和極值點穩(wěn)定問題的WB計算模塊
4、分支點穩(wěn)定（特征值屈曲）計算理論
5、分支點穩(wěn)定（特征值屈曲）計算的WB設(shè)置技巧
6、極值點穩(wěn)定（非線性屈曲）計算原理
7、極值點穩(wěn)定（非線性屈曲）的WB計算設(shè)置與操作技巧
7.1載荷加載法
7.2位移加載法
7.3弧長法
7.4算法穩(wěn)定性的增強技術(shù)
7.5載荷-位移曲線的提取與計算結(jié)果的正確性評價
7.6非線性屈曲技術(shù)的總結(jié)
8、壓力容器整體失穩(wěn)與局部失穩(wěn)的判定方法
9、初始缺陷的施加方法
工程實例-1：柱式壓力容器線性/非線性屈曲分析
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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(wǎng)格劃分方法
4、Gasket材料屬性
5、壓力容器密封設(shè)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(jié)構(gòu)擠壓分析
展開 論文推薦丨常浩等：基于有限元仿真技術(shù)的軌道車輛錐形彈簧的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究
5 結(jié)論
運用有限元仿真技術(shù)，對軌道車輛錐形彈簧的初始結(jié)構(gòu)缺陷進行分析，提出采用流線形橡膠型面和喇叭口式隔板的錐形彈簧優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并對優(yōu)化結(jié)構(gòu)錐形彈簧的性能進行了試驗驗證，得出以下結(jié)論。
（1）Ogden 4階超彈本構(gòu)模型應(yīng)用于錐形彈簧的橡膠材料的力學性能分析的擬合精度較高，能很好地反映橡膠材料的大應(yīng)變特性。
（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(xiàn)褶皺現(xiàn)象，增大橡膠部分的應(yīng)變釋放面積，消除應(yīng)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(xiàn)錐形彈簧的垂向剛度與橫向剛度匹配。喇叭口半徑越小，錐形彈簧的垂向剛度越大，橫向剛度越小；喇叭口半徑越大，錐形彈簧的垂向剛度越小，橫向剛度越大。
文章來源：橡膠工業(yè)傳媒
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