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本例通过密封圈在压头作用下的自接触来展示超弹性材料的分析过程。模型如图16-27所示取密封圈模型的1/4作为分析对象,在对称面施加对称载荷,密封圈底部与底板建立接触,压头与密封圈顶部建立接触,密封圈自身建立自接触。约束压头顶面的2、3自由度,在1向施加集中力,橡胶圈采用超弹性模型。基础模型已设置好边界条件、载荷、材料、属性、接触等。其中,橡胶采用的是 MAT1材料,需要改为MATHE 材料。还需要创建非线性分析工况。
图 16-27 密封圈模型
Step 01在HyperMesh中导人hyperelastic_base. fem 模型。
Step 02在 Utility->Table Create->Import Table 中导人 uniaxial. csv文件,创建名为 uniaxial 的 TA.BLFS1卡片。用同样的方法导人biaxial.csv及shear.csv文件,创建名为 biaxial 和 shear 的 TABLES1 卡片。
图16-28单轴拉伸、双轴拉伸及平面剪切试验曲线
这三条曲线分别为超弹性材料单轴拉伸、双轴拉伸、平面剪切试验曲线。曲线如图16-28 所录NSEP0S蒋名为MAT证E,的材料从 MATL改为 MATHE,选择模型类型为 ABOYCE,设置 MU为0.495.TABl为uniaxial,TAB2为biaxial,TAB4为shear,如图 16-29 所示。sep0在 Amysis>contolcads>PARAM 面板打开几何非线性,在计算过程中输出计算统果、如图16-30所示。
Step 05创建非线性分析工况,选择相应的SPC、LOAD、NLPARM、NLOUT载荷集,如
图16-31 所示。
图16-31 非线性工况创建
Step 06 在 Analysis->OptiStruct面板提交计算。
结果查看
打开.out 文件,可以看到OptiStruct通过单轴拉伸、双轴拉伸、平面剪切试验曲线拟合出了 Miu、IambdaMax,如图16-32所示。由于没有定义体积应力、应变曲线,所以没有相应的体积应变参数。体积模量由泊松比及其他相关量决定。通过拟合得到的参数可以预测出单轴拉伸、双轴拉伸、平面剪切曲线。如图16-33所示,对比预测曲线与试验曲线,对于单轴拉伸,当应变大于1.0时,两者的差别变大;对于双轴拉伸,当应变大于0.6时,两者的差别变大;对于平面剪切,当应变大于0.4时,两者的差别变大。读者可以自行尝试用其他模型,看看能否改善拟合的参数精度。
图16-32 参数拟合结果
OptiStruct 还会检査超弹性材料的Dnucker稳定性条件,如图16-34所示,.0文件中的信息显示该材料是稳定的。
在 HyperView 中打开·h3d文件,如图16-35 所示,可以看到密封圈发生了大的变形,已经发生了自接触。
图16-34 Drucker稳定性检查和图16-35 应力云图
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》,版权归原作者所有,如有侵犯您的权益,请及时联系我们,我们将立即删除。
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