针对橡胶大变形的应力强度怎么算

Question

如题所述

Answer 1

一直以来，这样一个问题始终在困扰着CAE工程师及有限元仿真族们：在橡胶材料的大变形问题中，往往由于过于剧烈的材料变形，导致开始时划分的网格畸变严重，不再适用于新的几何形状，局部应力集中，最终导致计算结果不收敛，分析无法继续进行。如原本球形的橡胶材料最终变为立方体，又或者截面形貌发生剧烈变形等等，随着变形的加剧，网格的不再适应对于大变形问题是一直是困扰工程师们的头疼问题。
不需要的复杂拉格朗日-欧拉自适应网格技术，也不需要效果欠佳的自适应ALE划分，今天，我们就通过一个实例来看看，如何运用ABAQUS的*map solution功能，联合强大的前处理软件ANSA，来快速、轻松、高效解决大变形中网格畸变的问题。
如图所示，在ABAQUS/CAE中建立几何模型并划分网格定义接触和边界条件，在橡胶试样顶部施加-Y方向50mm的位移，提交计算后可以看到，因为大变形导致的网格畸变使得计算无法完成。

可以看到随着橡胶试样被挤入左右的耳腔里，网格发生严重畸变，长宽比急剧增大，导致计算到0.89秒时，无法收敛而终止。我们可以将此分析分为以下两步来完成：首先，对橡胶试样下压30mm（此时网格刚刚开始发生畸变，注意：不要用计算不收敛时的最后一步做为重构网格的初始模型，因为不收敛之前网格已经发生的剧烈的变形，局部应力集中，计算已经不再准确），随后通过下压30mm的odb结果文件导出最后一步中的part模型，在前处理软件ANSA中进行网格重构。

重构后的网格较为规整，更加利于计算的收敛。接着将重构后的网格导入ABAQUS/CAE中进行前处理的重新定义，并写入INP文件。

最后在INP文件中插入关键字*map solution语句，将上一步结束时网格节点数据映射到新的网格节点上，并用重启动分析重新加载新的分析（第一步计算时注意设置写入重启动数据）。

通过以上方法，便可以有效的解决大变形问题中网格畸变导致的计算不收敛问题，有关具体操作方法及细节问题，请继续关注我们的微信公众号：有限元在线，在《解决橡胶大变形网格畸变，ABAQUS有绝招（下）》中将做详细介绍。