例15 厚壁橡胶圆筒受压分析.docx
例15厚壁橡胶圆筒受压分析15.1问题描述厚壁圆筒受两钢板压迫，如图15-1所示。圆筒内经为0.3mm，外径为0.6mm。钢板可 设为刚体，圆筒采用平面应变单元，单元厚度为1.0m。图15-1受两钢板压迫的橡胶圆筒15.2网格划分定义了内外圆后，可用Overlay法进行网格划分。定义两条直线用于模拟刚体，如图15-2 所示。MESH GENERATIONGRID(on)CURVE TYPECIRCLES: CENTER/POINTRETURNCRVS ADD0000.6 000000.3 00CUVE TYPELINERETURNCRVS ADD:POINT(-1, 0.6, 0.0)POINT(1, 0.6, 0.0)POINT(1, -0.6, 0.0)POINT(-1, -0.6, 0.0)GRID (off)AUTOMESH2D PLANAR MESHINGQUADRILATERALS(OVERLAY): DIVISION 2020QUAD MESH! (OVERLAY) 12END LISTMAIN图15-2橡胶圆筒网格及线段15.3边界条件为防止水平方向的刚体运动，约束对称轴上两个节点的水平方向自由度，如图15-3 所示。图15-3边界条件BOUNDARY CONDITIONS MECHANICALFIXED DISPLACEMENTON X DISPLACEOKNODES ADD310251(x direction symmetric nodes on the inner circle)END LIST RETURNARROW SETTINGSALL ARROWS: SOLIDREDRAWMAIN15.4材料特性采用Mooney材料模型，匕=M，。广2MPa，如图E所示。图15-4橡胶圆筒材料特性MATERIAL PROPERTIESMORE MOONEY C10 8 C01 2 OK ELEMENTS ADD ALL EXISTING MAIN15.5接触体进入CONTACT菜单，定义三个接触体如下（见图15-5）。接触体1：由所有单元组成的可变形体；接触体2：下钢板，无速度，摩擦系数为1.0，离散描述；接触体3：上钢板，速度为-1.0mm/s，摩擦系数为1.0，离散描述。图15-5接触体的定义CONTACTCONTACT BODIESDEFORMABLEOKELEMENTS ADDALL EXISTINGNEWRIGIDFRICTION COEFFICIENT1BOUNDARY DESCRIPTION: DISCRETE OKCURVES ADD4END LISTNEWRIGIDVELOCITY PARAMETERSINITIAL VELOCITY Y-1VELOCITY Y-1FRICTION COEFFICIENT 1 BOUNDAR DESCRIPTION:DISCRETE OKCURVES ADD 3 END LIST ID CONTACT MAIN15.6载荷工况定义静力分析工况，总时间为0.6s，共用20步且等步长。选择所有定义的边界条件。LOADCASES MECHANICAL STATIC SOLUTION CONTROLNON POSITIVE DEFINITE OKCONVERGENCE TESTING DISPLACEMENTS(on) OKTOTAL LOADCASE TIME.6STEPPING PROCEDURE: FIXED PARAMETERS #STEPS20OKOKMAIN15.7作业选择已有的工况，激活LARGEDISP选项，采用格林一拉格朗日应变定义。选择Coulomb 摩擦定律，摩擦计算基于节点力，相对滑移速度设为0.1mm/s，如图15-6所示。选择等效 柯西应力为后处理结果，单元类型号为80，为四节点Herrmann平面应变单元（另有一附助 节点）。JOBSMECHANICALLcase1ANALYSIS OPTIONSLARGE DISPLACEMENTOKJOB RESULTSAVAILABLE ELEMENT SCALARSEquivalent cauchy stress图15-6接触体摩擦特性的定义OKCONTACT CONTROLFRICTIONTYPE: COULOMBFIRCTIONMETHOD: NODAL FORCERELATIVESLIDING VELOCITY0.OKELEMENT TYPESMECHANICALPLANE STRAIN 80OKALL EXISTINGRETURNRETURNSAVERUNSUBMIT1MONITOROKMAIN15.8后处理要得到最后一步的变形图并在该图上显示等效柯西应力的带状等值云图，如图15-7所示。采用UTILS菜单验证变形前后的单元面积分别为0.848和0.849，因而不可压缩约束得到很好的满足。另外还要显示上钢板垂直位移对垂直力的历程图（如图15-8）。图15-7等效应力云图RESULTSOPEN DEFAULTPLOTDRAW: NODES (off) RETURN DEFORMED SHAPE: DEFORM ONLY CONTOUR BAND SCALAREquivalent cauchy stress OK MONITOR HISTORY PLOT SET NODES 1END LIST (#) COLLECT DATA 1201NODES/VARIABLES ADD VARIABLES POS Y BODY3 FORCE Y BODY3 FIT图15-8上钢板垂直位移对垂直力的历程图
