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③幾何的非線性：即位移的大小對結構的響應發生影響，包括大轉動、大位移、幾何剛性化等問題．在橡膠制品的仿真分析過程中，以上三種非線性類型均有涉及，如果分析設置不當，極其容易導致求解困難，特別是對變形復雜（比如和多個不規則邊界接觸、變形很大等）情況。這樣一來，如何實現橡膠制品大變形的仿真便成我們較為關心的問題。

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，對產品的設計及優化具有較大的幫助，也有利于縮短研發周期，降低經濟成本。

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。

并在ABAQUS中建立了一座典型的大跨度連續梁橋有限元模型，利用增量動力分析方法，定量比較了兩種支座模型的地震響應結果。

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。

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。

在轉角為0.005rad、0.01rad和0.015rad的情況下，對橡膠隔震支座進行了水平力學性能試驗，試驗結果表明，支座水平剛度會隨轉角的增大而減小。然后，運用ABAQUS軟件進行了有限元模擬分析，對試驗結果和有限元結果進行對比驗證。最后，通過ABAQUS軟件對有初始轉角的橡膠隔震支座進行了參數分析。

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。在大量的實驗數據的基礎上，人們建立起來很多理論模型來描述橡膠的力學特征。

? 也能夠很好地表示其他模型? Ogden 模型 (續)? 如果變形范圍較大，該模型能夠較準確地模擬橡膠材料。

這樣，從實驗中也只能獲得有限的信息，而從數值模擬中可以研究數百個變量，并且可以預測其行為，而不需要付出很大的代價。建立準確的材料模型超彈性在任何有限元分析中，最重要的事情之一就是要對材料有一個很好的描述。橡膠是超彈性材料，他們可以承受很大的變形，而不發生塑性應變。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。

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。

可見變形僅發生在與橫截面平行的平面內，因此這類問題稱之為平面應變問題?？赏茖У脩Ψ至喀襵、σy、τxy僅為xy的函數，而σz=ν(σx+σy)≠0，τzx=τzy=0。對于圖1中的橡膠密封墊，顯然是可以由三維的空間問題簡化為二維的平面應變問題。

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。

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。

W=C10 (I1-3)+C20 (I2-3)2+C30 (I1-3)3 (2)式中：W為應變能函數，C10、C20、C30為材料常數；I1為Cauchy-Green變形張量的第一基本不變量。Yeoh本構方程得到的應變能與試驗結果較吻合，可由簡單的單軸拉伸試驗擬合出材料參數，進而用來預測其他的力學行為，常用于橡膠制品結構的大變形分析[5,6]。

延伸閱讀：橡膠疲勞 ≠ 金屬疲勞：熱效應總結04PART橡膠材料的疲勞分析需要建立專門的方法體系：通過臨界平面分析準確評估平均應變效應，采用非線性插值方法處理大變形問題，建立熱-力-老化多物理場耦合框架分析熱相關問題。這些方法的綜合運用，有助于提高橡膠部件疲勞壽命預測的準確性，為產品設計提供可靠依據。

一、概述 典型的橡膠材料的應力-應變行為是超彈性的，超彈性材料的變形在大應變值時(通常超過100%)仍然保持為彈性。 Abaqus在模擬超彈性材料時，會作出如下假設： 材料行為是彈性的； 材料行為時各向同性的； 模擬將考慮幾何非線性效應。