基于ABAQUS软件的橡胶Mooney-Rivilin模型材料系数两种确定方法的分析

在橡胶小变形范围内,采用2种不同的解析法计算出橡胶Mooney-Rivilin模型的材料系数理论值,在ABAQUS有限元分析软件中,以几种典型金属橡胶件为研究对象,设置材料系数,对其相关静态刚度进行分析。将2种方法计算出的结果与实际试验结果进行对比分析,最后确定出较为合理的计算方法及材料系数。

采油螺杆泵三维有限元模型分析

采油螺杆泵立体模型的有限元分析涵盖几何、材料和接触三重非线性问题,且由于受到螺杆泵型面的复杂性和载荷的多样性影响,使得有限元模型的建立和有限元的计算难度较大,其方法尚不成熟.以GLB120-27型采油螺杆泵为例,利用SolidWorks软件建立螺杆泵三维实体模型;进行单轴拉伸实验,确定定子橡胶材料的Mooney-Rivilin模型常数;利用布尔运算分离密封带和定子内腔,并在它们之间建立接触对,实现定子内腔流体压力模拟;通过设置相关参数模拟定、转子之间的过盈配合,建立螺杆泵三维有限元分析模型,并利用螺杆泵水力特性试验数据验证该模型的正确性.

工程机械动力总成橡胶悬置CAE仿真分析

以某挖掘机动力总成的橡胶悬置为对象,运用abaqus软件建立其有限元模型。基于橡胶标准样片单轴拉伸试验数据,通过数据拟合得到橡胶材料本构模型MOONEY-RIVILIN性能常数C10和C01,并完成了悬置CAE仿真分析。通过静刚度仿真与试验与对比,仿真结果与试验偏差在5%之内,CAE分析仿真可信。该仿真方法可为悬置结构优化提供设计依据。

帘线/橡胶复合材料单层板拉伸模量预测方法研究

提出帘线/橡胶复合材料单层板的精确模量预测方法。首先,给出橡胶材料Mooney-Rivilin模型相关参数计算方法,推导帘线拉伸模量修正公式;其次,基于细观力学,建立帘线/橡胶复合材料数值模型,求解等效模量并进行试验验证;最后,提出帘线/橡胶复合材料单层板拉伸模量的预测公式,将预测公式所得到的等效模量与数值模型计算得到的等效模量进行对比。结果表明:帘线/橡胶复合材料数值模型建立方法是正确的;帘线/橡胶复合材料单层板拉伸模量预测公式能够较好的预测拉伸模量;研究方法能够为帘线/橡胶复合材料单层板的设计提供技术支撑。

猪眼外直肌生物力学性能的实验研究

用Instron5544万能材料试验机对猪眼外肌样本进行单轴拉伸实验,获得相应的应力-应变关系曲线,然后用Mooney-Rivilin和Ogden超弹性模型对实验数据进行非线性拟合。利用得到的Mooney-Rivilin和Ogden模型的材料特性参数,在ABAQUS软件中建立有限元模型对眼外肌进行模拟,以验证Mooney-Rivilin和Ogden模型的材料特性参数用于数值建模的合理性。将模拟结果与实验结果进行比较,发现Mooney-Rivilin本构模型比Ogden本构模型更适合于描述眼外肌的小变形行为。

离体猪气管异向力学特性及数值模拟研究

目的研究猪气管和主支气管各向异性的力学性能,通过有限元数值模拟确定描述气管变形的本构模型。方法将收集的猪气管沿轴向剖开并展成平面,以展开后的气管长度方向0°为起始角度,逆时针方向获得30°、60°、90°、120°、150°、180°共6个角度方向的标本。利用电子万能试验机分别对6个角度方向标本进行单轴拉伸试验,获得标本在不同角度方向的应力和应变。采用Mooney-Rivilin超弹性模型对实验数据进行非线性拟合,得到模型材料特性参数,建立气管和主支气管有限元模型,并进行拉伸数值模拟。结果不同角度的气管标本拉伸呈现出不同的应力-应变;在气管中,30°、120°和150°方向样本的应力范围为1.0~1.5 MPa,60°和90°方向标本的应力范围为0.5~1.0 MPa,180°方向标本的应力范围为2.5~3.0 MPa;在主支气管中,30°、60°和150°方向标本的应力范围为0.8~1.0 MPa,90°和180°方向标本的应力范围为1.4~1.8 MPa,120°方向标本的应力范围为0.4~0.6 MPa,气管与主支气管有着明显的差异。经有限元模拟验证,Mooney-Rivilin本构模型适合于描述气管的小变形行为。结论猪气管呈现较强的各向异性,Mooney-Rivilin模型可以表征气管小变形行为。研究结果为临床治疗中气管切除重建及支气管镜等手术器械介入治疗提供理论依据。

一种基于帘线/橡胶复合材料细观力学的精确建模方法

为研究适应性底座的受压膨胀力学特性,提出了一种基于纤维帘线/橡胶复合材料细观力学的精确建模方法。该方法建立在帘线与橡胶材料参数的准确取值这一基础上,其中橡胶材料采用Mooney-Rivilin本构模型进行描述,通过拉伸试验验证了本构模型的准确性,基于束帘线拉伸试验规律对帘线拉伸模量进行了修正。通过上述方法,对适应性橡胶底座受压膨胀过程进行了数值模拟与试验研究。结果表明:这一精确建模方法能够较好地模拟底座的受压膨胀特性,能够获取底座中帘线与橡胶材料的应力、应变的分布以及二者的变化规律。研究工作为适应性底座的进一步研究和实际应用提供了技术支撑。