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使用 ABAQUS 设计和开发橡胶衬套

1月前浏览777

橡胶衬套具有吸收冲击和减少振动的能力,是许多工程应用中的关键部件,特别是在汽车和航空航天工业中。使用 Abaqus 设计和开发橡胶衬套需要深入了解材料特性和 ABAQUS 等先进仿真工具。在这篇博文中,我们将探讨使用 ABAQUS 设计和开发橡胶衬套所涉及的步骤,提供有关最佳实践的见解和成功实施的技巧。



1.了解橡胶衬套


        橡胶衬套是由弹性材料制成的圆柱形或球形元件。它们用于隔离振动和降低噪音,这使得它们在各种机械系统中必不可少。设计橡胶衬套时要考虑的主要材料特性包括刚度、阻尼和抗疲劳性。




2. 材料选择和表征


        选择正确的橡胶材料对于衬套的性能至关重要。材料应具有适当的机械性能以承受操作条件。衬套常用的材料包括天然橡胶、合成橡胶和聚氨酯。材料表征包括测试橡胶的应力应变行为、阻尼特性和疲劳特性。AdvanSES 能够提供这些橡胶和弹性体材料的完整超弹性和粘弹性材料特性。


3.使用 ABAQUS 进行有限元分析 (FEA)


ABAQUS 是一款功能强大的 FEA 工具,使工程师能够模拟橡胶衬套在各种负载条件下的行为。使用 ABAQUS 进行套管设计的关键步骤包括:


  • 几何建模:使用 ABAQUS 创建套管的 3D 模型或从 CAD 软件导入。

  • 定义材料属性:输入从表征测试获得的材料属性。

  • 对模型进行网格划分:生成精确表示套管几何形状的有限元网格。

  • 应用边界条件:定义模拟真实操作环境的负载和边界条件。

  • 运行模拟:执行静态和动态分析以评估套管的性能。


 4. 优化设计


        橡胶衬套的设计通常需要优化才能达到所需的性能。这可能涉及调整几何形状、材料属性和其他参数。ABAQUS 提供了设计优化工具,使工程师能够探索不同的设计配置并确定最佳解决方案。


 5. 验证设计


        一旦设计得到优化,就必须通过物理测试对其进行验证。这涉及制造原型并进行测试,以确保套管满足所需的性能标准。测试结果可以与仿真结果进行比较,以验证FEA模型的准确性。


 结论


使用 ABAQUS 设计和开发橡胶衬套是一个复杂的过程,需要透彻了解材料特性、有限元分析和优化技术。通过遵循本博文中概述的步骤,工程师可以创建满足其应用需求的高性能套管。无论您从事汽车项目还是航空航天应用,ABAQUS 都能提供您有效设计和分析橡胶衬套所需的工具。



来源:ABAQUS仿真世界
Abaqus振动疲劳航空航天汽车材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-03-20
最近编辑:1月前
yunduan082
硕士 | 仿真主任工程... Abaqus仿真世界
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1.何谓自由体截面?自由体截取是一种力学分析工具,用于研究结构特定截面(如框架梁或三维连续体构件)所受的力与弯矩状态。在结构力学课程中,通常教授通过平衡方程解析求解自由体截取的方法,针对超静定结构等特殊情形还需结合运动学条件进行补充求解。然而,对于普遍工况而言,采用数值计算方法更具工程适用性。2.如何在Abaqus获取截面力?在Abaqus中,我们可以在ODB内显示自由体截面,包括力。在运行模型之前,我们需要在字段输出变量NFORC。这些是节点的力,将在后处理阶段使用。NFORC变量是由实体单元(例如C3D8,CPS4,CPE4…)所需的,但是,如果我们的模型是由梁单元制成的,则必须要求在场输出中提供可变的SF(截面力和弯曲矩)。3.截面力在后处理的可视化为了在我们的模型中显示自由削减,我们需要像往常一样解决该工作。然后,在可视化模块中,单击视图剪切管理器以选择切割平面,如下图所示。在图像中,我们选择了X平面作为切割平面。然后,要在切口上显示自由力量,必须启用。这样,我们将在模型的切割上看到两个箭头:一个代表力(红色),另一个代表弯矩(蓝色)。显示自由力量和时刻的格式可以在以下方式中自定义:FreeBodyCutManager>Options一些最内置的选项是:显示组件而不是结果。编辑每个组件的颜色。自定义向量标签以更好地可视化。默认情况下,全球坐标系(CSYS-Global)默认情况下,在视图切割中显示的力和力矩的组成部分。但是,如果我们希望这种分解遵循任何其他CSY,则可以创建一个新的CSY,并在以下方式中选择它:FreeBodyCutManager>Options4.如何用脚本获取截面力?实际上,通过Python脚本,我们可以为轴向和剪切力以及弯曲生成自由体力图。从自由削减中提取数据的关键功能是:session.XYDataFromFreeBody以下是示例脚本:TorunthisscriptfromAbaqus/CAEgoto:File>RunScript:Selectthisfile"""fromabaqusimport*fromabaqusConstantsimport*fromcaeModulesimport*importnumpyasnp#Readodbfromthecurrentviewportmyview=session.viewports[session.currentViewportName]odb=session.odbs[myview.odbDisplay.name]#Keepundeformedviewmyview.odbDisplay.display.setValues(plotState=(CONTOURS_ON_UNDEF,))#EnableFreebodycutusingX-plane,withrotationusingtheglobalCSYSmyview.odbDisplay.setValues(viewCutNames=('X-Plane',),viewCut=ON)myview.odbDisplay.viewCuts['X-Plane'].setValues(motion=ROTATE,rotationAxis=AXIS_3,showFreeBodyCut=True)#SpecifytheCSYSusedtoextractdata:globalCSYS(XYZ)myview.odbDisplay.viewCutOptions.setValues(componentResolution=CSYS,csysName='(Global)')#Iterateandextractresultsn_cuts=25angles=np.linspace(1.,89.,n_cuts)forces=[]forces_glob=[]forangleinangles:#Makefreebodycutmyview.odbDisplay.viewCuts['X-Plane'].setValues(angle=angle)#ExtractXYDataObjectsfromFreebodycutdataList=session.XYDataFromFreeBody(odb,force=True,moment=True,resultant=False,comp1=True,comp2=True,comp3=True)fx=zip(*session.xyDataObjects['X-Planeforcecomponent1'].data)[-1][-1]fy=zip(*session.xyDataObjects['X-Planeforcecomponent2'].data)[-1][-1]mz=zip(*session.xyDataObjects['X-Planemomentcomponent3'].data)[-1][-1]#Forcesinglobalaxis(XYZ)forces_glob.append((fx,fy,mz))#Forcesincylindricalaxisaxial_force=fx*np.cos(angle*np.pi/180.)+fy*np.sin(angle*np.pi/180.)shear_force=fx*np.sin(angle*np.pi/180.)-fy*np.cos(angle*np.pi/180.)forces.append((axial_force,shear_force,mz))#DeleteALLxyDataObjects#forkinsession.xyDataObjects.keys():#delsession.xyDataObjects[k]#deleteXYDataObjectscreatedfordindataList:delsession.xyDataObjects[d.name]#Saveresultsfromfreebodycuts#CartesianCSYSfx,fy,mz=zip(*forces_glob)session.XYData(name='Force_X',data=zip(angles,fx),axis1QuantityType=visualization.QuantityType(type=ANGLE),axis2QuantityType=visualization.QuantityType(type=FORCE))session.XYData(name='Force_Y',data=zip(angles,fy),axis1QuantityType=visualization.QuantityType(type=ANGLE),axis2QuantityType=visualization.QuantityType(type=FORCE))#CylindricalCSYSaxial,shear,mz=zip(*forces)session.XYData(name='Force_N',data=zip(angles,axial),axis1QuantityType=visualization.QuantityType(type=ANGLE),axis2QuantityType=visualization.QuantityType(type=FORCE))session.XYData(name='Force_Q',data=zip(angles,shear),axis1QuantityType=visualization.QuantityType(type=ANGLE),axis2QuantityType=visualization.QuantityType(type=FORCE))session.XYData(name='Moment_Z',data=zip(angles,mz),axis1QuantityType=visualization.QuantityType(type=ANGLE),axis2QuantityType=visualization.QuantityType(type=MOMENT))#########################################################################Showcurvesinnewviewport#DeletepreviousxyPlotifitexiststry:delsession.xyPlots['ForceProfiles']exceptKeyError:pass#CreatenewxyPlotxyp=session.XYPlot('ForceProfiles')xyp.area.border.setValues(show=False)xyp.area.style.setValues(fill=True,color='#2B2B2B')chartName=xyp.charts.keys()[0]chart=xyp.charts[chartName]chart.gridArea.style.setValues(color='#3E3E3E')#Createcurvescurve_N=session.Curve(xyData=session.xyDataObjects['Force_N'])curve_N.lineStyle.setValues(style=SOLID,thickness=0.8,color='#000000')curve_N.symbolStyle.setValues(show=False)curve_Q=session.Curve(xyData=session.xyDataObjects['Force_Q'])curve_Q.lineStyle.setValues(style=SOLID,thickness=0.8,color='#FF0000')curve_Q.symbolStyle.setValues(show=False)curve_mz=session.Curve(xyData=session.xyDataObjects['Moment_Z'])curve_mz.lineStyle.setValues(style=DASHED,thickness=0.8,color='#00CCFF')curve_mz.symbolStyle.setValues(show=False)#Addcurvestochart(xyPlot)chart.setValues(curvesToPlot=(curve_N,curve_Q,curve_mz,),)#Arrangenewviewportattherighthalfofthescreennewview=session.Viewport(name='NewViewport',origin=(20.,15.),width=428.,height=188.)newview.makeCurrent()newview.setValues(displayedObject=xyp)w=session.drawingArea.widthh=session.drawingArea.heightx0,y0=session.drawingArea.originnewview.setValues(origin=(x0+w/2.,y0),width=w/2.,height=h)来源:ABAQUS仿真世界

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