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利用超弹性实验数据进行平面密封模拟(Mooney-Rivlin 超弹性模型)

创作时间:
2025-03-12 07:43:20
作者:
@小白创作中心

利用超弹性实验数据进行平面密封模拟(Mooney-Rivlin 超弹性模型)

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/jianqimingtian/article/details/144928220

在汽车工业中,车门密封件的性能直接影响车辆的密封性和舒适性。本文将详细介绍如何使用ANSYS软件对车门密封件进行平面密封模拟,采用Mooney-Rivlin超弹性模型对橡胶材料进行建模,并通过一系列实验数据验证模型的准确性。

步骤 1:概述

汽车工业车门上的密封件通常由橡胶制成,需要进行精确的力学分析。密封件被建模为平面应变问题,通过单轴拉伸试验、双轴拉伸试验和剪切试验获取材料特性数据。经过数据拟合试验表明,双参数Mooney-Rivlin超弹性模型能够更好地拟合该材料的试验数据,因此选择使用该模型进行后续分析。

第 2 步:设置

在ANSYS Workbench主菜单上拖放静态结构分析模块:

步骤3:工程数据(材料模型)

本教程最重要的部分是创建和定义材料数据。首先创建一个名为“橡胶”的新材料,然后将实验数据添加到材料模型中:

  • 单轴测试数据参数:


  • 双轴测试数据参数:

  • 剪切试验数据参数:


选择“曲线拟合”,然后选择“求解曲线拟合”:

再次右键单击“曲线拟合”,并选择“将计算值复制到属性”:

点表示测试数据,线表示“双参数 Mooney-Rivlin 模型”拟合的曲线。默认材料“结构钢”已用作上钢板和下钢板的材料。

步骤4:几何(DesignModeler)

在DesignModeler上创建的橡胶、上钢板和下钢板的尺寸如下所示:

本教程使用了半模型:

步骤 5:网格划分操作(默认几何)

实施元素尺寸为“7.874e-3 in.”的默认网格操作:

步骤6:接触(无摩擦接触)

“无摩擦接触”已用于“上钢板 - 橡胶”和“橡胶 - 下钢板”相互作用:


步骤 7:边界条件

边界条件已实现如下图所示:

由于使用半模型,因此采用“无摩擦支撑”来模拟对称条件:

已使用“固定支撑”来模拟固定端:

上钢板已应用 0.85 英寸的“位移”:

步骤 8:分析设置

本教程使用了 1000 个子步骤。

步骤9:结果

  • 最大主应力:

  • 最小主应力:

  • 剪切应力:

  • 最大主弹性应变:

  • 最小主弹性应变:

  • 剪切弹性应变:

  • 力 - 位移图:

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