航空轮胎结构设计CAE工业软件SuperTire(1)超弹性结构有限元计算
超弹性结构表现为不可压缩或近似不可压缩性质,对其进行有限元计算时,会出现“体积闭锁”问题。SuperTire软件采用混合有限元技术解决“体积闭锁”问题,基于三场混合变分原理,推导了关于位移、静水压力以及体积改变率的混合变分方程,给出了有限元离散格式,实现了超弹性结构的有限元计算。 01应用案例 图 1 单轴拉伸试样为了验证软件的精度,对试样进行单轴拉伸仿真计算,分别采用SuperTire和Abaqus软件对1/4模型进行有限元分析。模型采用了六面体单元与2参数Mooney-Rivlin本构模型。 图 2 SuperTire软件界面 图 3 SuperTire软件有限元建模界面:(a) 材料设置;(b) 位移边界设置;(c) 载荷边界设置 为了显示拉伸试样的变形情况,需对计算结果进行对称操作。(a) Abaqus(b) SuperTire图 4 位移计算结果(a) Abaqus(b) SuperTire图 5 Mises应力计算结果通过对比计算结果,可以看出SuperTire软件与Abaqus软件云图趋势一致,误差小于1%。来源:结构设计CAE工业软件研发