Abaqus 超弹性材料(3)-密封件的CLD分析（含模型文件）
本文介绍如何在 Abaqus中利用超弹性材料模型对橡胶密封件进行压缩分析。这种分析可用于确定密封件的性能，并用于确定密封件的压缩载荷-挠度 (CLD) 曲线。
1. 模型概述
如图所示，该模型由上下两个刚性件及中间的橡胶密封件组成。下方的刚性件保持固定，上方的刚性件沿 Y 轴负方向移动 6 in，压缩橡胶密封件。
在压缩过程中，考虑上、下刚性件与橡胶密封件之间的接触，以及橡胶密封件的自接触。所有接触均假定为无摩擦，并使用通用接触功能进行模拟。
分析采用平面应变假设。橡胶密封件使用 CPE4H 单元，这是一种四边形的平面应变混合单元。对于使用超弹性的模型，推荐使用混合单元，混合单元在后续文章中会重点介绍。
2. 材料参数
橡胶密封件材料选用Santoprene，这是一种高性能的热塑性弹性体材料(TPE/TPV)，兼具橡胶和塑料的优点，广泛应用于汽车、工业、消费品和医疗等领域。在本示例中，采用 Mooney-Rivlin 超弹性材料模型对 Santoprene 的力学性能进行模拟。
3. 分析步骤
在该示例中，使用通用静态分析步。由于使用了超弹性材料模型，引入了强烈的材料非线性，有几个需要注意的点：
1）几何非线性：必须打开几何非线性。
2）自动稳定功能：启用自动稳定功能，Abaqus 会通过引入人为的粘性阻尼项来帮助提高收敛性，获得更稳定的数值解。
3）最大增量数：可以适当增加最大增量数。因为 Abaqus 在分析过程中，如果计算增量数达到了预设的最大值，即使任务尚未完成，也会终止分析。
4）初始时间增量：可以适当减小初始增量大小，以提高分析初期的求解收敛性，从而避免因初始非线性过大而导致的数值问题。
4. 分析结果
如图所示，最大弹性应变可达到 50%。超弹性材料模型能够很好地模拟材料在高弹性变形条件下的力学行为，而线弹性材料模型通常仅适用于弹性应变不超过约 5% 的情况。在应变较大时，线弹性模型无法准确反映材料的真实行为，因此在高应变分析中应优先选择超弹性材料模型。
从压缩载荷-挠度 (CLD) 曲线可以看出，当上刚性件压缩至约 4 in 时，CLD 曲线出现明显的偏转。该偏转对应于压缩过程中橡胶密封件底角发生的向内屈曲现象。
后台回复橡胶密封件可领取模型文件。
