发动机隔振橡胶元件的有限元分析
第18章 接触问题有限元分析技术
第18章接触问题的有限元分析技术 第1节基本知识 接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行准确而有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。 接触问题存在两个较大的难点：其一，在求解问题之前，不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的、突然变化的，这些随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多数的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型可供挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。 一、接触问题分类 接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触和半柔体─柔体的接触。在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触；另一类，柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。 ANSYS支持三种接触方式：点─点、点─面和平面─面。每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。 二、接触单元 为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个节点。如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，例如梁单元，壳单元或实体单元。有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层单元。下面分类详述ANSYS使用的接触单元和使用它们的过程。 1．点─点接触单元 点─点接触单元主要用于模拟点─点的接触行为，为了使用点─点的接触单元，需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下）。 如果两个面上的节点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度（转动）保持小量，那么可以用点─点的接触单元来求解面─面的接触问题，过盈装配问题是一个用点─点的接触单元来模拟面─与的接触问题的典型例子。 2．点─面接触单元 点─面接触单元主要用于给点─面的接触行为建模，例如两根梁的相互接触。 如果通过一组节点来定义接触面，生成多个单元，那么可以通过点─面的接触单元来模拟面─面的接触问题，面即可以是刚性体也可以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是
隔振器种类
隔振器广泛应用于设备的减震降噪，不同的类型适用的环境是不一样的，通常有下列几种常见的类型： 一、橡胶隔振器 选用橡胶为材料，天然橡胶由于变化小、拉力大、受破坏时延伸率长,价格低廉，所以应用较多。 该隔振器外表全包覆有金属壳，上部为防油密封护盖。使硅橡胶免受油污的侵害，应用于具有油污污染的振动环境。具有自锁装置，保证设备的使用安全。适用于小型发动机或者其他机构的隔振安装。
主要优点是具有持久的高弹性，有良好的隔振、隔冲击和隔声性能;造型和压制方便，能满足刚度和强度的要求;具有一定的阻尼性能，可以吸收机械能量，对高频振动量的吸收尤为突出；由于橡胶材料和金属表面间能牢固的黏结，因此不但易于制造安装，而且还可以利用多层叠加减小刚度，改变其频率范围，价格低廉。 二、软木隔振 软木是一种应用历史悠久的隔振材料。软木具有质轻、耐腐蚀、保温性能好、施工方便等特点，并有一定的弹性和阻尼，适用于高频或冲击设备的隔振。 三、金属隔振器 该隔振器全称为金属橡胶吊装式隔振器，隔振器阻尼大，环境适应能力强、工作频率范围宽、耐高低温、防湿热、霉菌、盐雾、寿命长。广泛应用于航空、航天、机载、舰载、车载等各类电子设备的吊装式振动隔离安装。 四、玻璃纤维
玻璃纤维是一种松散纤维材料，它靠本身良好的弹性和纤维间的压缩和摩擦而具有一定的阻尼和弹性 ,是一种良好的隔振材料，使用较为普遍。玻璃纤维的优点是不易老化、不腐、不蛀，又有抗酸、抗碱和抗油的良好性能，也不会燃烧。 五、毛毡 毛毡的适用频率范围为30Hz左右，适用于对车间内中小型机器隔振降噪处理，毛毡隔振系统的固有频率主要取决于毛毡的厚度，而不是它的面积和静荷载，毛毡压得越密实，系统的固有频率就越高。通常采用的毛毡厚度为10~25mm，当承受2~ 70N/cm2压力时，固有频率约为20~40Hz。其优点：价格便宜、容易安装，可以随意裁剪使用，与其他材料表面黏结性强；变形在25%以内时载荷特性为线形。
连杆工艺设计及有限元分析
本科毕业设计论文 题目 连杆工艺设计及有限元分析 专业名称机械设计及其自动化 学生姓名梁乐 指导教师李郁 毕业时间二零一四年六月
目录 摘要........................................................................................................................... - 3 - ABSTRACT .............................................................................................................. - 4 - 第一章绪论 ............................................................................................................ - 5 - 1.1课题研究的意义......................................................................................... - 5 - 1.2国内外现状................................................................................................. - 5 - 1.3论文的章节安排......................................................................................... - 6 - 第二章连杆零件的分析 ........................................................................................ - 7 - 2.1连杆的作用................................................................................................. - 7 - 2.2连杆的结构特点......................................................................................... - 7 - 2.3连杆的工艺分析......................................................................................... - 7 - 2.4连杆的材料和毛坯..................................................................................... - 9 - 第三章连杆零件的工艺编制 .............................................................................. - 10 - 3.1连杆机械加工工艺过程........................................................................... - 10 - 3.2连杆工艺过程的安排.................................................... 错误！未定义书签。 3.3连杆工艺设计存在的问题....................................................................... - 15 - 3.3.1工序安排.......................................................................................... - 15 - 3.3.2定位基准.......................................................................................... - 15 - 3.3.3夹具使用.......................................................................................... - 15 - 3.3.4切削用量的选择原则...................................................................... - 15 - 3.4连杆机械加工工序卡片........................................................................... - 11 - 第四章连杆受载荷情况下的有限元分析 ..................... 错误！未定义书签。 4.1 连杆的有限元分析过程和结果................................... 错误！未定义书签。第五章总结与展望 ............................................................................................ - 16 - 5.1 论文总结.................................................................................................. - 26 - 致谢..................................................................................................................... - 27 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 毕业设计小结......................................................................................................... - 29 -
O形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力与接触压力有限元分析_
2009年 5月第 34卷第 5期 润滑与密封 LUBR I CATI O N ENGI N EER I N G May 2009 Vol 134No 15 收稿日期 :2008-11-26 作者简介 :饶建华 , 教授 , 从事机电一体化的教学和科研工作 . E 2mail:rao 2jh@1631com 1 O 形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力与接触压力有限元分析 饶建华陆兆鹏 (中国地质大学湖北武汉 430074 摘要 :利用有限元分析软件 M SC . MARC 对 O 形橡胶密封圈与挡圈密封在不同压力下的应力与接触压力进行了有限元分析 , 探讨了不同压力下 O 形橡胶密封圈和挡圈柯西应力分布、接触压力与接触宽度的关系、 O 形橡胶密封圈与挡圈相互接触的弧长与油压及接触压力的关系。结果表明 O 形橡胶密封圈在配合挡圈的情况下的柯西应力主要集中于挡圈的右上部分及左下部分 ; O 形橡胶密封圈与挡圈的接触弧长开始随油压的增加而增长 , 最后保持一定值 ; O 形橡胶密封圈与挡圈的接触宽度与接触压力近似呈二次曲线。 关键词 :O 形橡胶密封圈 ; 挡圈 ; 应力分布 中图分类号 :T B42文献标识码 :A 文章编号 :0254-0150(2009 5-065-4 Fi n ite Ele ment Ana lysis of Stress and Cont act Pressure
of Rubber O 2sea li n g Ri n g R ao J ia nhua Lu (China University of Abstract:Based on finite element oft w are . contact p ressure of the rubber O 2sealing ring with back 2up ring . The Cauchy stress distribution, the relati onship be 2t ween contact relati onshi p of contact length bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring and oil p p ressure were discussed . The results show that Cauchy stress concentrates on the right t op and the left bott om of the back 2up ring . The contact length bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring becomes longer firstly with the increase of oil p ressure, then it keep s a certain value . The relati onship of contact width and contact p ressure bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring is cl ose t o a conic . Keywords:rubber O 2sealing ring; back up 2ring; stress distribution O 形橡胶密封圈是一种小截面的圆环形密封件。其具有结构简单、体积小、密封可靠、价格便宜等特点 , 广泛应用于液压机械、汽车等领域。当 O 形橡胶密封圈配合挡圈使用后 , 工作压力可以大大提高。 陈国定等 [1] 进行了 O 形密封圈的有限元力学分析 , 得出了在 3MPa 油压作用下 O 形橡胶密封圈的变形图 , 以及轴和密封接触面间的接触压力及剪应力分布 状态。周志鸿等 [2] 进行了 O 形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析 , 得出了 O 形橡胶密封圈与轴之间的最大接触压力随着压缩率、油压的增加而增加。他们文中都提到了在大油压压力作用下需要在 O 形橡胶密封圈一侧配备挡圈 , 目的是防止 O 形橡胶密封圈被挤出 , 但是使用挡圈为何可以防止 O 形橡胶密封圈被挤出没有一定的科学计算依据 , 使用挡圈后应力与接触压力的有限元分析尚未有人进行 , 所以 本文作者利用大型有限元分析软件 MSC 1MARC 对 O
橡胶件的静、动态特性及有限元分析
橡胶件的静、动态特性及有限元分析 北方交通大学 硕士学位论文 橡胶件的静、动态特性及有限元分析 姓名：郑明军 申请学位级别：硕士 专业：车辆工程 指导教师：谢基龙 2002.2.1 file:///E|/Material/new download/Y476948/Paper/pdf/fm.htm2007-7-3 11:31:00
目录 文摘 英文文摘 第一章绪论 1.1引言 1.2选题背景 1.3本论文的主要研究内容第二章橡胶类材料的本构关系 2.1引言 2.2橡胶材料的本构关系2.2.1橡胶材料的统计理论2.2.2橡胶材料的唯象理论2.3橡胶材料的应力应变关系2.4小结 第三章非线性橡胶材料的有限单元法 3.1引言 3.2非线性橡胶材料的罚有限元法3.3非线性橡胶材料的混合有限元法3.4非线性橡胶材料的杂交有限元法 3.5ANSYS软件的非线性有限元分析方法3.6小结 第四章橡胶材料常数的研究 4.1引言 4.2测定橡胶材料常数的实验方法 4.3 Mooney-Rivlin型橡胶材料常数C1和C2的测定4.4橡胶硬度对Mooney-Rivlin型橡胶材料常数的影响 4.4.1橡胶硬度与弹性模量的关系4.4.2橡胶柱的压缩试验 4.4.3橡胶柱的有限元分析 4.4.4橡胶支座的有限元分析 4.4.5不同硬度下橡胶材料常数C1和C2的确定5小结 第五章橡胶夹层的断裂分析 5.1引言 5.2双悬臂橡胶夹层梁的有限元分析5.2.1试验研究 5.2.2有限元分析 5.2.3计算结果分析 5.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.3.1双悬臂橡胶夹层梁界面J积分5.3.2双悬臂橡胶夹层梁应变能释放率G 5.3.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.4双剪切橡胶夹层的有限元分析 5.5双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 5.5.1双剪切橡胶夹层界面断裂韧性 5.5.2双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 6小结 第六章橡胶弹性车轮动态特性分析 6.1引言 6.2橡胶弹性车轮的特点 6.3橡胶弹性车轮的结构 6.4橡胶弹性车轮的有限元分析6.4.1橡胶弹性车轮的有限元分析 6.4.2橡胶弹性车轮的减振效果 6.4.3橡胶硬度对弹性车轮动态特性的影响6.5小结 第七章结论 7.1橡胶材料常数的研究 7.2橡胶夹层的断裂分析 7.3橡胶弹性车轮动态特性分析 参考文献 致谢
橡胶隔振垫道床
郑州市轨道交通I号线一期工程轨道安装工程02标段 橡胶隔振垫减震道床 施工方案 （首件工程施工方案） 编制： 审核： 审批： 中铁十一局集团有限公司郑州市轨道交通I号线一期工程 轨道安装工程02标段项目经理部 2012.5
目录 1、编制依据、原则、范围 (3) 1.1编制依据 (3) 1.2编制原则 (3) 1.3编制范围 (4) 2、工程概述 (4) 2.1 概况 (4) 2.2施工范围 (4) 3.主要技术标准 (4) 3.1正线轨道主要技术标准 (5) 4.2曲线超高 (5) 4.3轨枕布置： (5) 4.4橡胶隔振垫道床混凝土及钢筋： (6) 4.5杂散电流设置： (6) 4.6轨道结构高度： (6) 4.7道床排水设置： (6) 4.8道床伸缩缝设置： (7) 4.9过轨管线设置： (7) 4.10过渡段设置 (7)
4、施工工艺 (7) 4.1工艺流程图 (7) 4.2施工准备 (8) 4.3、基底施工 (8) 4.4、隔振垫整体道床施工 (10) 5、施工相关注意事项 (14) 6. 资源配置 (16) 6.1施工人员配置 (16) 6.2机械设备配置 (17) 7．安全注意事项 (18) 7.1施工现场临时用电安全措施 (18) 7.2施工机械安全保证措施 (19) 7.3地下线施工安全措施 (20) 7.4铺轨施工安全保障措施 (20) 7.5整体道床施工安全保证措施 (21) 7.6施工运输及交通安全措施 (21) 8、质量保证措施 (22)
1、编制依据、原则、范围 1.1编制依据 《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003） 《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2003） 《铁路轨道施工及验收规范》（TB10302-1996） 《地铁设计规范》（GB50157-2003） 《铁路轨道设计规范》（TB10082-2005） 《无缝线路铺设及养护维修方法》（TB/T2098-2007） 《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008） 《混凝土结构工程施工及质量验收规范》（GB50204-2002） 《普通线路轨缝的预留和检查方法》（TB/T1857-1986） 《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（CJJ49-1992） 《橡胶隔振垫减振道床设计图》 国家和铁道部现行的有关标准、规范及暂行规定。施工期间如有新规范及标准出台，以新规范及标准为准。 1.2编制原则 1.2.1确保施工安全的原则 安全是永恒的主题，施工生产永远将安全放在第一位。所有制定的技术措施、施工方案等均以确保施工安全为前提。 1.2.2确保施工质量的原则 根据工程的实际情况，对人员、机械、材料、管理进行优化配置。按照优质高效、科学管理的原则配置施工要素。通过严格地贯彻执行
ABAQUS有限元接触分析的基本概念
ABAQUS有限元接触分析的基本概念2009-11-24 00:06:28 作者：jiangnanxue 来源：智造网—助力中国制造业创新—https://www.wendangku.net/doc/e98908446.html, CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学，涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群，是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉，可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》以问答的形式，详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》一书由机械工业出版社出版。 16.1.1 点对面离散与面对面离散 【常见问题16-1】 在ABAQUS/Standard分析中定义接触时，可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis - cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surface discretization)，二者有何差别? 『解答』 在点对面离散方法中，从面(slave surface)上的每个节点与该节点在主面(master surface)上的投影点建立接触关系，每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。 使用点对面离散方法时，从面节点不会穿透(penetrate)主面，但是主面节点可以穿透从面。 面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件，在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象，但是穿透的程度不会很严重。 在如图16-l和图16-2所示的实例中，比较了两种情况。
橡胶隔振设计指导-精
橡胶隔振设计指导 设计和选用的原则： 优先选用标准产品，对于一些有特殊要求而又无标准的产品，则可根据需要自行隔振 设计。 隔振设计主要流程： 1)输入：隔振系统固有频率和减振装置刚度的要求，输出：减振装置的形状和几何 尺寸； 2)输入：系统通过共振区的振幅要求，输出：阻尼系数或阻尼比； 3)输入：隔振系统所处的环境和使用期限，输出：橡胶的材料。 隔振设计原则： 结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。具体设计和选用时， 还应注意以下因素： 1)载荷特点：确保支撑物的重心与支撑点中心重合，载重后的支撑面与基础面平行。 很多零件支撑大多采用几何对称布置，而设备的重心却往往偏离几何对称轴，设计时需将该偏差考虑进去。在设计和选用减振器时，不仅要考虑总重量，还应考虑各支撑部位的重力大小，以确定每个减振器的实际承载量，使产品安装减振器后，其安装平面与基础平行。 2)减振装置的总刚度应满足隔振系数的要求。此外，无论产品的支撑布置是否与几 何中心对称，均应使各支撑部位的减振装置刚度对称于系统的惯性主轴。 3)减振装置的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求，也要考虑隔振区隔 振效率，尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。 减振装置设计： 橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件，以金属作为支撑骨架，故称为橡胶一金 属减振器。这种减振器由于使用橡胶材料，因而阻尼较大，对高频振动的能量吸收尤为显著，当振动频率通过共振区时，也不至产生过大的振幅。橡胶能承受瞬时的较大 形变，因此能承受冲击力，缓冲性能较好。这种减振器采用天然橡胶，受温度变化大，当温度过高时，表面会产生裂纹并逐渐加深，最后失去强度。此外，天然橡胶耐油性差，对酸性和光等反应敏感，容易老化。近年来化工技术的发展，人工橡胶使其工作
abaqus接触分析的常见问题
CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学，涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群，是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉，可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》以问答的形式，详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》一书由机械工业出版社出版。 16.1.1点对面离散与面对面离散 【常见问题16-1】 在ABAQUS/Standard分析中定义接触时，可以选择点对面离散方法(node-to-surfac e-dis-cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surfacediscretization)，二者有何差别? 『解答』 在点对面离散方法中，从面(slavesurface)上的每个节点与该节点在主面(mastersur face)上的投影点建立接触关系，每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。 使用点对面离散方法时，从面节点不会穿透(penetrate)主面，但是主面节点可以穿透从面。 面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件，在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象，但是穿透的程度不会很严重。 在如图16-l和图16-2所示的实例中，比较了两种情况。
橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析
收稿日期:1999204213 ?结构分析? 橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析 陈 宏 左正兴 廖日东 (北京理工大学,北京 100081) 摘 要 本文采用三维模型对橡胶密封圈进行了有限元分析,在讨论超弹性体材料接触 问题的前提下,研究了密封结构同轴度和橡胶圈安装扭曲对密封接触状态的影响.通过对 这些影响规律的分析,找出了造成密封失效的一些可能原因. 关键词 有限元法;橡胶圈;结构分析 1 引 言 O 形圈在安装和密封过程中的变形及应力可以采用轴对称网格模型进行有限元分析,通过数值分析能够得到结构参数对橡胶圈与沟槽接触及变形状况的影响规律,较之传统的经验设计方法具有很多优点[1].但是,二维轴对称有限元模型对于O 型圈在安装或密封中的一些非轴对称问题却无能为力,这些非轴对称问题包括扭曲问题和同轴度问题.本文采用三维有限元模型描述O 形橡胶圈与沟槽所构成的力学模型,分析研究了扭曲和同轴度对密封圈变形及受力影响,通过有限分析结果得出几点有参考意义的结论. 本文所分析的工程对象是12150柴油机油泵传动轴承密封结构,该结构的密封工况为静态密封.在实际产品中由于各种因素使得该密封经常失效,其中轴承与安装孔的同轴度和橡胶圈安装过程中的扭曲是造成严重泄漏的重要原因.通过采用本文的三维有限元分析方法,从数值上反映了这些因素对密封接触状态的影响. 2 有限元模型的建立 O 形圈密封结构三维有限元模型包括金属沟槽实体单元、橡胶结构实体单元和接触单元.在建立了几何模型之后,对实体单元进行网格划分,采用超弹性八节点六面体单元对O 形橡胶圈进行了映射式划分,其截面形态如图1所示,这样划分的结果能够保证截面单元具有良好的性态.根据产品生产单位提供的硅材料和试验数据,橡胶采用M ooney 2R ivlin 两项式应变能描述的超弹性材料,材料参数C 1为015516M Pa ,C 2为011739M Pa ,泊松比为01499. 采用线弹性八节点六面体单元对沟槽进行网格划分,单元材料为金属铝,材料弹性模量为71000M Pa ,泊松比为013.密封结构的三维有限元网格模型如图2所示. 对于不同的受力状况,O 形圈外表面任何一点都有可能与周围的密封沟槽发生接触,而接触单元的多少决定了计算规模的大小,因此需要根据具体问题建立接触单元.通过罚单元法求解接触问题时,划分接触单元必须要事先预计好可能发生接触的表面,划分单元时在适当 1999年第4期兵 工 学 报 坦克装甲车与发动机分册总第76期
橡胶隔振基础施工技术方案
橡胶隔振基础施工技术方案 一、叠层橡胶隔震技术工艺原理 隔震技术是在基础结构与上部结构之间设置隔震层，使上部结构与地震动绝缘，从而保护上部结构不受地震破坏。目前，隔震层通常由橡胶支座和阻尼装置构成，一般设置在基础与上部结构之间，这种技术又称基础隔震技术。隔震技术适用于各种结构型式，从钢筋混凝土结构到钢结构，从普通住宅到大跨度结构，从建筑到桥梁，适用性极广。 隔震结构体系通过设置隔震层，将结构分为上部结构、隔震层和下部结构三部分，地震能量经由结构传到隔震层，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量后，仅有少部分能量传到上部结构。隔震层的设置改变了上部结构的周期，降低了结构的地震反应，确保上部结构在大地震时仍可处于弹性状态，或保持在弹性变形状态的初期状态。正是隔震技术才使得人们能够在大震时安全，在小震中震时安心，超前地实现抗震规范要求的“小震不坏、设防烈度可修、大震不倒” 的三个设防水准。 二、叠层橡胶隔震技术特点 叠层橡胶垫基础隔震体系的隔震层是由若干个隔震器所组成。隔震器包括叠层橡胶垫和阻尼器，分普通叠层橡胶垫、铅芯橡胶垫和高阻尼橡胶垫。这种隔震体系的周期长、阻尼比大，隔震效果明显，尤其采用后两种隔震器，不需再另外附加阻尼器，便于施工。
叠层橡胶隔震支座施工技术主要特点： 1、能明显有效地减轻结构的地震反应。采用隔震技术的结构在强震作用下其地震反应只有传统抗震结构的1/6~1/3。强震作用下，隔震结构能够很好地保证自身安全。 2、能确保结构安全。在地面剧烈震动时,上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。结构内部的财产以及人员安全得以保证。 3、房屋造价不明显提高：对我国已有的隔震结构调查显示，虽然隔震装置需要增加造价(约5%)，但建筑总造价不明显提高，在高烈度区还能节省房屋造价。 4、隔震结构无需特别维护。隔震支座的使用寿命在60年以上。 5、上部结构设计限制小。由于上部结构地震作用已经很少,使地震区的建筑及结构设计从过去很多严格的限制中解放出来。 6、橡胶支座的拉伸变形大。极限拉伸变形可达橡胶厚度的3倍以上。经历过拉伸变形为1倍的橡胶厚度的情况下，支座的性能几乎没有降低。 7、橡胶支座的极限剪切（水平）变形能力约为橡胶厚度的350%以上，远大于通常的设计最大变形250%。 8、在竖向荷载比较大的情况下，橡胶支座会出现屈曲的现象，屈曲时的具体情况与压力的大小和变形的大小相关。在设计压应力10 N/mm2~15N/mm2情况下，支座可以不考虑屈曲等等。 三、叠层橡胶隔震支座施工工艺流程及操作要点 3.1工艺流程
ABAQUS有限元接触分析的基本概念
ABAQUS有限元接触分析的基本概念 来源：机械工业出版社《ABAQUS有限元分析常见问题解答》 CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学，涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群，是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉，可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》以问答的形式，详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》一书由机械工业出版社出版。 16.1.1 点对面离散与面对面离散 【常见问题16-1】 在ABAQUS/Standard分析中定义接触时，可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis- cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surface discretization)，二者有何差别? 『解答』 在点对面离散方法中，从面(slave surface)上的每个节点与该节点在主面(master surface)上的投影点建立接触关系，每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。 使用点对面离散方法时，从面节点不会穿透(penetrate)主面，但是主面节点可以穿透从面。 面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件，在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象，但是穿透的程度不会很严重。 在如图16-l和图16-2所示的实例中，比较了两种情况。
橡胶接触的有限元分析
圆球与橡胶垫接触的有限元分析 一、问题描述 分别模拟钢球以及橡胶球在以=0.95F N 的垂向载荷挤压硅橡胶（PDMS ）垫时的变形情况。钢球直径1=12.7mm Φ，硅橡胶圆盘直径2=50mm Φ，厚度d=5mm . 已知硅橡胶杨氏模量 1.0363E MPa =，泊松比0.499σ=，为超弹性材料。分别模拟小球为刚性材料和为橡胶材料时两种情况下硅橡胶垫的变形情况。 二、有限元分析 由于橡胶本构关系的非线性化，以及橡胶制品在应用时的大变形、接触非线性边界条件使其工程模拟变的非常困难。模拟的准确性与采用的本构关系模型以及模型中材料常数测试的准确性有密切关系。本次分析以橡胶中常用的Mooney-Rivlin 材料作为橡胶的本构模型。 1、 材料参数的确定 Mooney-Rivlin 模型的基本理论不赘述，通过查阅相关文献得知Mooney-Rivlin 模型中材料常数与材料弹性模量有如下关系： 10016()E C C =+ 并且有经验公式： 01100.25C C = 可以计算Mooney-Rivlin 模型中材料常数 1001138173,34543C C ==，用于有限元分析 中定义材料。 2、 钢球与硅橡胶盘接触 由于钢球与硅橡胶接触时钢球变形可以忽略，可以把钢球看做刚体（Rigid body ），建有限元模型如下：
图1 刚性球接触时的有限元模型分析结果如下： 图2 刚性球接触时圆盘变形云图 最大变形为图中红色部分，为 4 2.82100.282 y m mm - ?=?= 3、橡胶球与硅橡胶圆盘接触 将球划分网格，并定义为可变性体（Deformable body）有限元模型如下：
基于ANSYS与ABAQUS的赫兹接触问题有限元分析对比
基于ANSYS与ABAQUS的赫兹接触问题 有限元分析对比 郭波 [长春设备工艺研究所，长春130012] [ 摘要] 分别应用ANSYS软件与ABAQUS软件求解某精密部件的赫兹接触问题，并通过实验结果验证有限元分析结果的计算精度，结果显示ANSYS软件在求解精密部件的赫兹接触问题方面具 有较高的求解精度。 [ 关键词]ANSYS，ABAQUS，赫兹接触，有限元 Finite element analysis of Hertz contact problem based on ANSYS and ABAQUS GUO Bo [Changchun Equipment &Technology Research Institute , Changchun 130012] [ Abstract ] Solve Hertz contact problem both using ANSYS and ABAQUS, then verificate the computational accuracy of the Finite element analysis. The result shows, it has higher calculation precision in terms of Hertz contact problem of ANSYS in solving precision components. [ Keyword ] ANSYS，ABAQUS, Hertz contact, Finite element analysis 1前言 接触分析能够解决典型的状态非线性问题，在工程中应用广泛。由于传统的赫兹接触理论是在许多假设的前提下推导的近似解，而且在许多场合这些假设的前提是不成立的，因此运用赫兹理论来解决接触问题存在一定的局限性。近年来，随着计算机技术的普及，各种商用有限元分析软件逐步发展，有限元方法已成为应用广泛并且实用高效的求解接触问题的数值分析方法。ANSYS软件和ABAQUS软件是工程中应用最广泛的商用有限元分析软件。ANSYS软件是融合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对
O形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力与接触压力有限元分析
2009年5月第34卷第5期 润滑与密封 LUBR I CATI O N ENGI N EER I N G May 2009 Vol 134No 15 收稿日期:2008-11-26 作者简介:饶建华,教授,从事机电一体化的教学和科研工作.E 2mail:rao 2jh@1631com 1 O 形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力与接触压力有限元分析 饶建华 陆兆鹏 (中国地质大学 湖北武汉430074) 摘要:利用有限元分析软件M SC .MARC 对O 形橡胶密封圈与挡圈密封在不同压力下的应力与接触压力进行了有限元分析,探讨了不同压力下O 形橡胶密封圈和挡圈柯西应力分布、接触压力与接触宽度的关系、O 形橡胶密封圈与挡圈相互接触的弧长与油压及接触压力的关系。结果表明O 形橡胶密封圈在配合挡圈的情况下的柯西应力主要集中于挡圈的右上部分及左下部分;O 形橡胶密封圈与挡圈的接触弧长开始随油压的增加而增长,最后保持一定值;O 形橡胶密封圈与挡圈的接触宽度与接触压力近似呈二次曲线。 关键词:O 形橡胶密封圈;挡圈;应力分布 中图分类号:T B42 文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2009)5-065-4 Fi n ite Ele ment Ana lysis of Stress and Cont act Pressure of Rubber O 2sea li n g Ri n g with Back 2up Ri n g R ao J ia nhua Lu Zhaop e ng (China University of Geosciences,W uhan Hubei 430074,China ) Abstract:Based on finite element analysis s oft w are MSC .MARC,the stress and contact p ressure of the rubber O 2sealing ring with back 2up ring in different p ressure conditi ons was analyzed .The Cauchy stress distribution,the relati onship be 2t ween contact width and contact p ressure,and the relati onshi p of contact length bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring and oil p ressure and contact p ressure were discussed .The results show that Cauchy stress concentrates on the right t op and the left bott om of the back 2up ring .The contact length bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring becomes longer firstly with the increase of oil p ressure,then it keep s a certain value .The relati onship of contact width and contact p ressure bet ween rubber O 2sealing ring and back 2up ring is cl ose t o a conic . Keywords:rubber O 2sealing ring;back up 2ring;stress distribution O 形橡胶密封圈是一种小截面的圆环形密封件。其具有结构简单、体积小、密封可靠、价格便宜等特点,广泛应用于液压机械、汽车等领域。当O 形橡胶密封圈配合挡圈使用后,工作压力可以大大提高。 陈国定等[1] 进行了O 形密封圈的有限元力学分析,得出了在3MPa 油压作用下O 形橡胶密封圈的变形图,以及轴和密封接触面间的接触压力及剪应力分布 状态。周志鸿等[2] 进行了O 形橡胶密封圈应力与接触压力的有限元分析,得出了O 形橡胶密封圈与轴之间的最大接触压力随着压缩率、油压的增加而增加。他们文中都提到了在大油压压力作用下需要在O 形橡胶密封圈一侧配备挡圈,目的是防止O 形橡胶密封圈被挤出,但是使用挡圈为何可以防止O 形橡胶密封圈被挤出没有一定的科学计算依据,使用挡圈后应力与接触压力的有限元分析尚未有人进行,所以 本文作者利用大型有限元分析软件MSC 1MARC 对O 形橡胶密封圈配合挡圈密封的应力和接触应力进行有限元分析是一项很有意义的工作,尤其是现今高压产品被广泛应用的时期。希望通过本文作者的分析为在超高压的情况下使用挡圈提供一定的科学计算依据。1 O 形橡胶密封圈及其挡圈分析模型的构建 图1 O 形橡胶密封圈与挡圈模型Fig 1 Rubber O 2ring and back 2up ring model 采用的O 形橡胶密封圈及挡圈为美国PARKER 公司的产品。O 形橡胶密封圈的硬度为I RHD (国际橡胶硬度等级)90,型号为22327,挡圈采用82327。为简化计算量,模型采用2D 平面进行建模。利用MSC 1MARC 的网络划分功能,先建立1/4截面的单