ABAQUS下O型密封圈分析 |
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本文为ABAQUS下O型密封圈分析的文字教程,详细视频教程可戳文末链接。 最近有小伙伴询问如何使用橡胶材料进行接触分析,今天在本文中进行相关介绍。案例选择之前在workbench中介绍的密封圈压缩案例,对于O型密封圈,模型符合轴对称特性,可简化为轴对称模型进行相应分析。模型简化如下图: 图1 模型认识ABAQUS有限元分析流程如图2所示,本文仍按照相应流程进行介绍: 图2 ABAQUS有限元分析流程介绍一、前处理 1.1 几何模型的构建 本案例中的几何模型较为简单,因此直接在abaqus中创建。 将Module切换到Part模块,单击create part创建内圈零件,部件类型选择Axisymmetric、Deformable、Shell,进入草图环境,绘制内圈图形,绘制完成后单击done完成创建。再依次创建O型圈以及外圈零件。 1.2 材料参数的定义 1.2.1 材料本构 将Module切换到property模块。内圈、外圈采用结构钢材料,O型圈材料采用Ogden材料本构模拟,具体参数见workbench下O型圈密封分析。 1.2.2 截面定义 单击create section为内外圈以及橡胶各创建一个截面属性,类型为solid,Homogeneous,在弹出的对话框选择相应材料,如下图所示。 图3 截面创建1.2.3 截面指派 为各零件指派相应的截面属性。 1.3 网格系统的构建 1.3.1 网格划分 将Module切换到Mesh模块。通过合理控制网格大小,得到如图所示的网格 图4 网格系统1.3.2 单元类型设定 对于本例,需要修改橡胶圈单元类型为CAX4RH 1.3.3 装配 将Module切换到Assembly模块,进入装配环境,按照图1所示位置关系进行装配。 二、求解 2.1 求解器的设定 将Module切换到Step模块。单击Create step创建分析步,分析步类型为Static,General,注意,此案例需要打开Nlgeom,即需要考虑几何非线性的影响。 2.2 连接关系的构建 将Module切换到Interaction模块。本例的连接关系仅涉及内外圈与密封圈的接触。首先,单击Create Interaction Property,类型为contact,在弹出的对话框中,通过Mechanical->Tangential Behavior定义切向行为,Friction formulation选择Penalty,摩擦系数设置为0.1;继续通过Mechanical->Normal Behavior定义法向行为,法向行为保持默认的硬接触,单击OK完成接触属性的定义。 单击create interaction创建接触,类型为Surface-to-surface contact(Standard),选择内圈以及外圈的相应轮廓线作为主面,橡胶的外圆弧作为从面,在弹出的对话框中保持默认,如图5所示。 图5 接触设置2.3 边界条件的设定 2.3.1 位移边界条件 将Module切换到Load模块。本例固定内圈内孔,单击Create Boundary Condition,类型选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,对象选择内圈左侧边线,约束类型选择Encastre(即完全固定)。 2.3.2 载荷边界条件 本例通过位移进行加载,单击Create Boundary Condition,类型选择displacement/Rotation,对象选择外圈下边线,按图6进行相关设置。 图6 外圈位移载荷三、后处理 1、应力云图 图7 应力结果2、扩展显示 图8 应力扩展显示详细视频教程请戳:ABAQUS橡胶材料—O型圈压缩分析 |
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