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圖4、不同網格尺寸對大變形仿真的影響（左1mm/中2mm/右3mm）2：網格階次的選擇在大變形的仿真計算中，建議優(yōu)先選用線性單元，一階單元較二階單元能更好地模擬橡膠的扭曲大變形，不易發(fā)生單元畸變。圖5、不同網格屬性對大變形仿真的影響（左：二階單元 /右一階單元）此外還應設置盡可能小的時間步長，以保證求解結果的精度和可靠性。

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。

1背景及意義橡膠密封圈廣泛應用于密封結構中，諸如金屬管道連接處的密封、混凝土框架橫梁之間的潤滑密封等。橡膠圈的材料選取、形狀的設計及受力大小對其密封性能有很大的影響，然而在實際壓縮試驗過程中很難觀測到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對產品的設計及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經濟成本。

材料屬性包括Mullins效應、永久變形(用金屬塑性材料模型模擬)、超彈性(Yeoh材料模型)。Mullins效應是填充橡膠材料發(fā)生變形時產生的應力軟化現(xiàn)象。本例包括以下三方面的分析： (1)材料屬性的校準 已知的數據包括一組單向試驗數據、一組應力-塑性應變試驗數據、0.099/0.26/0.51應變水平的加載/卸載循環(huán)變形試驗數據。

在ABAQUS中，幾何非線性即大變形可在分析步 (Step) 中選擇開啟，開啟后在分析過程中會考慮到幾何非線性。材料庫中有豐富的材料可供選擇，對于橡膠材料可選擇超彈性、粘彈性。

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。

應力軟化在微觀層面上解釋為：隨著材料的加載，損傷是通過填充劑粒子和橡膠分子鏈之間的鍵發(fā)生斷裂來實現(xiàn)的。不同的鏈環(huán)在不同的變形水平下斷裂，從而導致宏觀變形和連續(xù)的損傷。主超彈性行為 超彈性材料可以通過應變能勢函數U（F）來描述，該函數定義了材料在單位參考體積（初始配置中的體積）中存儲的應變能量。F是變形梯度張量。

超彈性材料如橡膠等在醫(yī)療器材、工業(yè)、建筑和國防中隔震、絕緣等方面具有廣泛應用。 橡膠材料的應力-應變行為是彈性的，它們能承受100%的大變形而不產生塑性變形和斷裂，但是具有高度的非線性，在大變形時應力陡然上升。這種材料行為稱為超彈性（hyperelasticity）。 橡膠本構關系非常復雜。

可見優(yōu)化方案中，橡膠密封墊的應力和應變顯著下降，產生應力松弛和蠕變的危險較小。按照優(yōu)化方案，修改工藝參數生產樣件并進行了試驗，該發(fā)動機缸蓋罩橡膠密封墊未出現(xiàn)壓破碎問題，密封性能也得到了保障。4.

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。

橡膠是超彈性材料，他們可以承受很大的變形，而不發(fā)生塑性應變。ABAQUS有幾種超彈性材料模型，可以捕捉大多數商業(yè)橡膠的響應。描述模型的參數可以很容易地與實驗數據進行擬合和對比。例如，您可以進行拉伸測試，然后在ABAQUS中使用該測試數據作為輸入。內部通過數值擬合自動獲得參數。ABAQUS支持四種實驗：單軸拉伸、等軸拉伸、剪切和體積試驗。粘彈性橡膠材料中另一個非常重要的特性叫做粘彈性。

當地震的豎向分量較大時，橡膠支座甚至與梁分離。本文提出采用一種非線性可變摩擦支座模型進行橡膠支座性能的模擬，基于增量動力分析方法對連續(xù)梁橋采用不同支座模型的抗震性能進行了定量比較，得到結論如下: 1. 盡管豎向水平分量比(IR)很小，采用可變摩擦支座模型和采用雙線性支座模型時，支座和橋墩的抗震性能存在差異。

為減小誤差或實現(xiàn)零誤差的前期預測，我們引入了有限元仿真分析技術，其可以通過控制模型參數與網格質量實現(xiàn)較小誤差的預測計算。其價值也在各個行業(yè)實際的生產中得到了很好的驗證。本文基于減振襯套簡單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。仿真分析過程可分為三個大過程：前處理、求解計算和后處理。

一、固體橡膠模型 ? Abaqus 中包含許多固體橡膠模型，每個模型都使用不同的方法來定義應變能函數。? 基于自然規(guī)律（Physically-motivated ）模型： ? 基于自然規(guī)律模型從微觀結構來考慮材料的響應。 ? 將橡膠理想化為由交叉結合的聚合體分子連接而成的長鏈。

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(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接觸。分析在加載過程中該模型的應力和變形情況。

本實例是ANSYS與ABAQUS比較之系列的第7個例子，該例子主要說明超彈性材料的受壓分析。本篇1使用ABAQUS分析，下篇2將使用ANSYS進行分析【問題描述】一橡膠支座如下圖所示下鋼板底面被豎直支撐，在上鋼板頂面上施加0.5MPa的壓力，要求對橡膠支座做壓縮仿真。

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。