ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法
12-基于Abaqus的橡胶元件大变形分析问题的仿真探讨-黄友剑
基于ABAQUS的橡胶元件大变形分析问题的仿真探讨黄友剑、张亚新、程海涛中国南车株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲，412007摘要：橡胶元件大变形状态的仿真计算，是橡胶分析的一个难点和挑战。
为此，本文详细探讨了橡胶元件基于不同结构和承载特性下的网格布局，针对橡胶大变形而进行的网格重划，以及为实现橡胶元件超大变形而采用的准静态求解技术。
这些针对模拟橡胶元件大变形的分析方法，是橡胶元件分析方法的一个很好的探讨。
关键词：橡胶元件、网格重划、网格布局，ABAQUS橡胶材料是一种典型的超弹材料，具有明显的大变形、大应变及高度非线性的力学特性，因此在对橡胶元件承载过程的计算机模拟分析中，往往会因大变形导致橡胶单元网格出现严重扭曲，从而导致程序收敛失败使计算模拟过程无法进行。
为此，本文就橡胶模型的网格布局、网格重划以及准静态求解技术在橡胶元件大变形分析中的应用进行探讨。
1 基于橡胶结构的网格布局不同的橡胶结构及承载方式需要不同的网格布局和网格形状来满足有限元分析中的求解收敛性问题。
为此，本文就橡胶元件典型的几种结构以及此结构所采用的网格布局特性进行探讨，以阐述网格布局对橡胶变形问题的影响。
1.1 球铰类结构的阶梯状网格布局大量分析结果表明：橡胶球铰采用阶梯状网格布局方式来形成的网格，可以参数化调整网格密度和网格分布，从而达到优化网格质量的目的，因此采用阶梯状的网格布局可以较好地满足橡胶球铰在各向承载下的网格要求，使橡胶球铰的分析精度更高，分析结果与实际情况相比更加接近。
图1 阶梯状网格布局下变形分析1.2 锥形类结构的放射状网格布局对于锥形类橡胶元件，锥形横截面上设置放射状网格布局，以及经由此网格布局所形成的单元形状，可以较好地模拟其垂向方向的承载特性。
因此，该放射状网格的优势在于可根据锥形弹簧垂向承载要求，适时参数化调整网格形状，以达到不同垂向承载大小对网格布局的要求，从而更精确地模拟出橡胶自由面的变形状态。
ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法
ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法zhangleilyl（搜索论坛的答复以及一些参考书和文献总结，由于水平有限，不免会有很多错误，仅供参考）密封橡胶的数值仿真是一类典型的非线性问题，牵涉到材料非线性（超弹性）、边界非线性（接触）和几何非线性（大变形）问题的集合，如果设置不当，极容易导致求解困难。
特别是在密封橡胶的变形复杂，比如和多个不规则边界接触、变形很大等情况，需要更谨慎的设置相关参数，以求得到合适的解答。
模型的适当简化对薄板问题可忽略厚度方向的应力，作为平面应力（plane stress）问题；对长柱体可忽略第三方向的应变，作为平面应变（plane strain）问题;对O型圈等可作为轴对称问题。
平面应力和平面应变在建立part时需选中2D Planar，轴对称问题需选中Axisymmetric；在选择单元时也应注意三者的区别（CPS* ,CPE*, CAX* ）。
求解器的选择因为问题复杂，使用Standard求解容易不收敛，在精度允许的情况下，可选用Explicit求解器。
只是多数时候Explicit求解时间较长。
应当知道的是，对于橡胶这种典型的不可压缩材料，使用杂交单元（含字母H）是恰当的，但Explicit中没有杂交单元（庄茁书中的例子选用减缩单元）。
并且在Explicit 中，橡胶材料默认泊松比为0.475。
材料模型的选择我只用过其中三个，Neo-hookean，简单易用，就一个参数。
对于初学者和简单的模拟比较方便。
但是当变形增加到一定范围就不能得到准确的结果了，因为它的参数是来自小变形部分的应力-应变关系。
Mooney-Rivlin 是比较常用的本构模型。
对于没有加碳黑的橡胶来说，这模型能得到比较准确的结果。
但是用它来模拟加了碳黑的橡胶就不太精确了。
Yeoh 是用来模拟加碳黑后的橡胶，三个参数都比较容易得到。
可是这个模型在小变形 extension ratio<1.5时结果不准确。
橡胶材料在ABAQUS的材料参数设定
橡胶材料在ABAQUS的材料参数设定ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，能够进行多种工程问题的模拟和分析。
在ABAQUS中，要设定橡胶材料的材料参数，首先需要选择适当的材料模型，并根据实验数据来确定材料参数的具体数值。
橡胶材料的性质是非线性的，所以在ABAQUS中通常使用Hyperelastic材料模型。
下面将详细介绍橡胶材料在ABAQUS中的材料参数设定。
橡胶材料的本构模型由于橡胶材料的高度可压缩性和非线性行为，经典的线性弹性模型不能准确地描述橡胶的力学性能。
在ABAQUS中，默认的橡胶材料模型是非线性的Hyperelastic材料模型，可选的模型包括：Mooney-Rivlin模型、Neo-Hookean模型、Ogden模型等。
这些模型的主要区别在于其形式和需要确定的参数数量。
在选择合适的模型时，需要根据实验数据的特点和需求来进行选择。
材料参数的确定确定橡胶材料的材料参数是非常重要的，这些参数直接影响到模拟结果的准确性。
通常，可以通过实验测试来测量材料的拉伸或压缩行为，以及其它的力学性能，例如剪切刚度和各个方向上的应变能函数。
利用这些实验数据，可以利用ABAQUS提供的拟合工具进行参数拟合，从而得到合理的材料参数。
拟合工具ABAQUS提供了多种实验数据拟合工具，用于确定材料模型的参数。
其中最常用的是通过拉伸实验数据进行拟合来确定材料的应变能函数。
该方法基于ABAQUS的材料模型来计算应变能函数，然后将实验数据拟合到计算结果得到最佳拟合参数。
在ABAQUS中，可以通过以下步骤进行材料参数设定：1. 创建材料模型：选择合适的Hyperelastic材料模型，并为其分配一个名称。
2.确定材料参数：根据实验数据的特点和要求，选择适当的材料参数。
3.输入材料参数：将确定的材料参数输入到ABAQUS中，可以通过输入文件或者ABAQUS/CAE图形界面进行设定。
4.材料测试：使用所设定的材料参数进行模拟测试，验证材料模型的准确性。
Abaqus中网格划分对于橡胶材料自接触,大变形的收敛性研究
ABAQUS中网格划分对于橡胶材料自接触，大变形的收敛性研究曹鹏1，冯德成1，马宏岩1（1.哈尔滨工业大学交通学院）前言橡胶材料在工业界应用广泛，是非常多工业原件的组成材料。
典型的橡胶原件为橡胶，金属复合结构，同时橡胶材料也是轮胎的主要组成部分。
这些原件在使用过程中往往会发生大变形，同时橡胶材料又是一种超弹性材料，可以承受巨大的变形而不破坏，卸载以后变形可以回复。
这种材料属性使得橡胶类材料区别于金属类，混凝土类材料。
在国际通用的有限元软件abaqus上为模拟橡胶类材料准备了丰富的材料库。
abaqus软件的6.9-2版本可以提供Mooney—Rivlin，Neo Hooke，Ogden，Polynomial等多种方式来方便用户定义各种实验或理论确定的超弹性模型来模拟橡胶材料的独特力学特性。
1橡胶材料的大变形由于橡胶材料能够承受的大变形能力使得橡胶材料在受力过程中发生了巨大的变形，导致在有限元计算中由于网格变形过大，单元发生严重扭曲从而导致了计算不收敛（收敛问题一般发生在standard中）。
同时在橡胶变形过程中，一般会发生自接触，这样更加剧了一些橡胶类材料在有限元计算中过早停止收敛，无法得到准确模拟的不良后果。
为了解决这一问题，很多针对于abaqus软件的计算橡胶类材料的方法被提出，如文献[1]中介绍了一种采用python语言书写脚本文件在计算过程中提前有限元网格，并重新划分的方法，取得了良好的效果。
高密度的网格也是解决网格收敛性的一个主要方法，但是这样方法会增加计算成本，同时这种方法对于自接触+网格奇异时往往获得不了很好的效果。
采用explicit来模拟橡胶材料的变形也是一种可以替代的方案，但是收敛性却只能通过最小时间步长来确定，同时计算时间巨大。
从文献[1]的观点可以认为，网格调整对于保证这种大变形材料计算结果的收敛性具有重要的作用。
众所周知，固体力学中一般材料拉格朗日坐标来定义控制方程。
这样的行为使得材料限制在网格当中，如果网格变形过大则有限元网格投射到整体坐标系下时可能发生退化，如局部坐标系下的四节点等参元在总体坐标系下退化为三节点次参云，如果反应在abaqus软件中会提醒负特征值或零主元。
橡胶分析与ABAQUS--黄友剑100
2007年A BA QUS华中地区技术研讨会
一、橡胶分析难点与挑战
1. Predicting component failure 2. Analyzing stress and strain histories 3. Creating an accurate FE representation 4. Creating material model and test for FEA
5
4
3
2
1
0
-4 -3 -2 -1 0
1
2
3
4
D ynamic Disp lacement(mm)
6、动刚度曲线
一、橡胶分析的难点与挑战
¾ 粘弹性与动刚度
技术研讨会
7、动载曲线
8、动刚度曲线
一、橡胶分析的难点与挑战
¾ 网格设计与分析(o形圈密封)
上表面承载
两种网格 网格
上表面承载
技术研讨会
2007年A BA QUS华中地区技术研讨会
ABAQUS研讨会
2、压缩型减振元件(轨道减振器)
图2-6 设计与分析 利用ABAQUS软件可预测元件动静刚度比、自振频繁等表征!
二、橡胶元件的典型结构
ABAQUS研讨会
2、压缩型减振元件(轨道减振器)
图2-6 设计与分析 利用ABAQUS软件可预测元件动静刚度比、自振频繁等表征!
二、橡胶元件的典型结构
二、橡胶元件的典型结构
4、系统部件（空气弹簧）
ABAQUS研讨会
图： 空气弹簧系统
二、橡胶元件的典型结构
ABAQUS研讨会
QD260空簧装车实验道路
郑州宇通916锥形簧 二汽QD260空气弹簧
橡胶大变形不可压缩方法试验数据处理
关键 词 ： 橡胶 ； 不可压缩 ； 大 变形 ； 本构关 系； 有 限 元 分 析
中 图 分类 号 ： ＴＱ３ ３ ０ ． ７ ３ ； Ｏ ２ ４ １ ． ８ ２ 文献标志码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ４ ０ ０ — ０ ４
橡 胶材 料 由于其 特殊性 能在各 行业 中扮 演着 重要 的角色 口 ］ 。为 使橡胶 材料 更好 地满 足工 程要 求， 一 些研究 者 在化学 改性 、 塑料 共混改 性 以及不
０ ． ５ ）ｍｍｌ ＿ ３ ］ 。试样 与夹 具 的接 触 面 涂 石 墨粉 ， 以
减 小摩 擦力 。
采 用微 机控 制 的 电子 万 能试 验 机 ， 在 室 温 条 件下 以 ｌ Ｏ ｍｍ ・ｍｉ ｎ 的速 度 压 缩 试 样 ， 直 到 应
变达 到 ４ ４ 为止 ， 再 以 相 同速 度 放 松试 样 ； 如 此
８５ ０ ．５ ３ ８ １ １ ２ Ｏ ． ３ １ １
采 用 防喷器用 的丁腈 橡胶 制做 ５ 个 圆柱体 试
样， 直径 为 （ ２ ９ ． ０±０ ． ５ ）ｍｍ，高 度 为 （ １ ２ ． ５±
作者简介 ： 伍开松（ １ ９ ６ １ ～） ， 男， 湖 北仙桃 人， 西 南 石 油 大 学 教授 ， 博士后 ， 主 要 从事 有 限 元 分 析 、 现代设计 方法 、 机 械 系 统 动 力学仿真 、 岩 石 破碎 学 和石 油 机 械 等 研 究 工 作 。
ABAQUS在橡胶制品领域的研究与应用
ABAQUS在橡胶制品领域的探究与应用橡胶制品作为一类常见的材料，广泛应用于汽车、航空航天、建筑等行业。
随着科学技术的不息进步，传统的试验探究逐渐无法满足对橡胶制品的性能需求。
ABAQUS作为一种有限元分析软件，可以对橡胶材料进行力学性能分析，为橡胶制品的探究与应用提供了一种新的方法。
主要包括以下几个方面。
起首是弹性力学性能分析。
ABAQUS可以模拟橡胶材料在受力时的弹性行为。
通过建立适当的材料模型和边界条件，可以计算出橡胶制品在受力时的变形、应力和应变分布。
在汽车轮胎的设计中，通过ABAQUS可以猜测轮胎在不同路面条件下的变形状况，为改善轮胎的抓地力和舒适性提供科学依据。
其次是断裂力学性能分析。
橡胶制品在使用过程中可能经受各种复杂的外力作用，容易出现断裂现象。
通过ABAQUS的有限元分析方法，可以猜测橡胶制品在不同外力条件下的断裂位置和形态。
这可以为橡胶制品的设计和材料选择提供指导，提高产品的可靠性和使用寿命。
此外，ABAQUS还可用于探究橡胶材料的疲惫性能。
由于橡胶制品可能长时间受到往来循环载荷的影响，容易发生疲惫毁伤。
通过ABAQUS可以模拟橡胶材料在疲惫载荷下的变形和应力分布，从而猜测其疲惫寿命。
这对于橡胶制品的设计和使用寿命评估具有重要意义。
除了力学性能的分析外，ABAQUS还可以结合材料模型和温度、湿度等外界因素进行热学性能分析。
橡胶材料在不同温度和湿度环境下的物理性能会发生变化，这些因素对橡胶制品的使用性能也有很大影响。
通过ABAQUS的有限元分析，可以模拟橡胶材料在复杂热湿环境下的变形和性能变化。
这为橡胶制品的设计和使用提供了科学依据。
需要注意的是，不仅仅局限于上述几个方面。
随着科学技术的进步，ABAQUS在材料建模、失效分析、性能优化等方面的应用也逐渐得到推广。
橡胶制品是一个复杂的体系，涉及材料科学、力学和热学等多个学科领域。
将ABAQUS与其他学科的探究方法相结合，可以更全面地探究橡胶制品的性能与应用。
硅胶材料abaqus参数
硅胶材料abaqus参数简介硅胶材料是一种高弹性、高强度、耐热、耐寒的材料，具有良好的电绝缘性能和化学稳定性。
在工程领域中，硅胶材料被广泛应用于密封、减震、防水等方面。
为了模拟硅胶材料在不同工况下的力学行为，使用ABAQUS软件进行有限元分析是一种常见的方法。
硅胶材料的力学行为硅胶材料具有非线性和各向异性特点，其力学行为主要包括以下几个方面：1. 弹性行为硅胶材料在小应变范围内表现出线弹性行为。
线弹性模型可以通过定义弹性模量来描述硅胶材料在受力时的变形情况。
2. 大变形行为当受到较大应变时，硅胶材料会发生非线性变形。
ABAQUS软件提供了多种非线性模型来描述硅胶材料的大变形行为，如Hyperelastic模型和Viscoelastic模型等。
3. 损伤与断裂行为在实际应用中，硅胶材料可能会受到损伤和断裂的影响。
ABAQUS软件可以通过定义损伤模型和断裂准则来模拟硅胶材料的破坏行为。
4. 温度和湿度效应硅胶材料的力学性能还会受到温度和湿度等环境因素的影响。
ABAQUS软件可以考虑这些因素，并通过定义相应的本构模型来模拟硅胶材料在不同环境条件下的力学行为。
ABAQUS参数设置在使用ABAQUS软件进行硅胶材料有限元分析时，需要设置一些参数来描述硅胶材料的力学行为。
以下是一些常见的ABAQUS参数设置：1. 材料模型选择根据硅胶材料的实际情况，选择合适的材料模型来描述其力学行为。
常用的模型包括线弹性模型、Hyperelastic模型、Viscoelastic模型等。
2. 材料参数定义根据选定的材料模型，需要定义相应的材料参数。
这些参数可以通过实验测试或者文献资料获取。
3. 边界条件设置在有限元分析中，需要给定合适的边界条件来模拟实际工况。
边界条件包括约束条件、加载方式等。
4. 网格划分为了准确地模拟硅胶材料的力学行为，需要对模型进行合理的网格划分。
网格划分应该考虑到硅胶材料的几何形状和力学特性。
5. 求解器选择ABAQUS软件提供了多种求解器来求解有限元分析问题。
abaqus中橡胶大变形问题
Abaqus中橡胶大变形问题橡胶材料在工程中广泛应用，其特性之一就是其在受力时会产生大变形。
在工程实践中，需要对橡胶材料的大变形行为进行准确的预测和仿真，以便设计出更加可靠和安全的产品。
而Abaqus作为一款强大的有限元分析软件，可以帮助工程师们对橡胶材料的大变形问题进行深入研究和分析。
在Abaqus中，对橡胶材料的大变形问题进行仿真和分析通常需要考虑以下几个方面的内容：橡胶材料的本构模型、边界条件的设定、大变形时的网格变形和接触问题等。
在本文中，我将针对这些内容展开深入的讨论和分析，并结合个人的经验和理解，希望能为你带来有价值的信息和见解。
1. 橡胶材料的本构模型橡胶材料的大变形行为是非线性的，因此在Abaqus中对其进行仿真时，需要使用适当的本构模型来描述其力学行为。
常见的橡胶材料本构模型包括各向同性模型、各向异性模型、超弹性模型等。
在选择本构模型时，需要考虑橡胶材料的实际性能和实验数据，以及仿真的准确性和计算效率。
需要对本构模型的参数进行合理的设定和校准，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
2. 边界条件的设定橡胶材料在实际工程中往往处于复杂的受力和约束条件下。
在Abaqus中进行橡胶材料的大变形仿真时，需要对边界条件进行合理的设定。
这包括加载条件的设定、约束条件的设定以及边界条件的处理等。
合理的边界条件设置能够更好地模拟橡胶材料的受力和变形行为，从而得到准确的仿真结果。
3. 大变形时的网格变形和接触问题橡胶材料在受力过程中会产生较大的变形，这需要在Abaqus中进行合适的网格变形和接触处理。
在进行橡胶材料大变形仿真时，需要对网格进行合理的划分和调整，以适应材料的大变形，同时需要对接触问题进行有效的处理，保证仿真的准确性和稳定性。
总结回顾通过以上对Abaqus中橡胶材料大变形问题的讨论和分析，我们可以得出以下几点结论：在进行橡胶材料大变形仿真时，需要选择合适的本构模型，并对模型参数进行准确的设定和校准；在边界条件的设定上，需要考虑橡胶材料的受力和约束情况，以得到真实可靠的仿真结果；在进行大变形仿真时，需要合理处理网格变形和接触问题，以确保仿真的准确性和稳定性。
Abaqus中网格划分对于橡胶材料自接触,大变形的收敛性研究
ABAQUS中网格划分对于橡胶材料自接触，大变形的收敛性研究曹鹏1，冯德成1，马宏岩1（1.哈尔滨工业大学交通学院）前言橡胶材料在工业界应用广泛，是非常多工业原件的组成材料。
典型的橡胶原件为橡胶，金属复合结构，同时橡胶材料也是轮胎的主要组成部分。
这些原件在使用过程中往往会发生大变形，同时橡胶材料又是一种超弹性材料，可以承受巨大的变形而不破坏，卸载以后变形可以回复。
这种材料属性使得橡胶类材料区别于金属类，混凝土类材料。
在国际通用的有限元软件abaqus上为模拟橡胶类材料准备了丰富的材料库。
abaqus软件的6.9-2版本可以提供Mooney—Rivlin，Neo Hooke，Ogden，Polynomial等多种方式来方便用户定义各种实验或理论确定的超弹性模型来模拟橡胶材料的独特力学特性。
1橡胶材料的大变形由于橡胶材料能够承受的大变形能力使得橡胶材料在受力过程中发生了巨大的变形，导致在有限元计算中由于网格变形过大，单元发生严重扭曲从而导致了计算不收敛（收敛问题一般发生在standard中）。
同时在橡胶变形过程中，一般会发生自接触，这样更加剧了一些橡胶类材料在有限元计算中过早停止收敛，无法得到准确模拟的不良后果。
为了解决这一问题，很多针对于abaqus软件的计算橡胶类材料的方法被提出，如文献[1]中介绍了一种采用python语言书写脚本文件在计算过程中提前有限元网格，并重新划分的方法，取得了良好的效果。
高密度的网格也是解决网格收敛性的一个主要方法，但是这样方法会增加计算成本，同时这种方法对于自接触+网格奇异时往往获得不了很好的效果。
采用explicit来模拟橡胶材料的变形也是一种可以替代的方案，但是收敛性却只能通过最小时间步长来确定，同时计算时间巨大。
从文献[1]的观点可以认为，网格调整对于保证这种大变形材料计算结果的收敛性具有重要的作用。
众所周知，固体力学中一般材料拉格朗日坐标来定义控制方程。
这样的行为使得材料限制在网格当中，如果网格变形过大则有限元网格投射到整体坐标系下时可能发生退化，如局部坐标系下的四节点等参元在总体坐标系下退化为三节点次参云，如果反应在abaqus软件中会提醒负特征值或零主元。
橡胶分析与abaqus黄友剑100
2007年ABAQUS华中地区技术研讨会橡胶减振器设计分析与ABAQUS模拟仿真黄友剑2007年4月时代新材４、载荷位移曲线1、空气导管3、压缩模型图1-1 加载与应变历程rgen Bergström提供的本构模型，ＡＢＡＱＵＳ可以同时对超弹及Mullins进行拟合。
图1-2 玛琳效应拟合m提供的本构模型，ＡＢＡＱＵＳ可以同时对超弹图1-3:超弹材料的粘弹曲线特性7、动载曲线8、动刚度曲线两种网格网格图2-1 自由面设计与分析图2-2 弹性定位套图2-3 结构设计与分析利用ABAQUS预测元件的轴向、垂向、纵向三向刚度，从面满足产品的设计要求。
图2-3 结构设计与分析利用ABAQUS预测元件的轴向、垂向、纵向三向刚度，从面满足产品的设计要求。
2、橡胶球铰(定位节点)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS研讨会图2-4 定位节点的设计与分析2、橡胶球铰(定位节点)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-4 定位节点的设计与分析2、橡胶球铰(定位节点)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-4 定位节点的设计与分析2、橡胶球铰(汽车节点)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-5 定位节点的设计与分析图2-5 定位节点的设计与分析二、橡胶元件的典型结构ABAQUS研讨会2、橡胶球铰(汽车节点)图2-6 汽车球铰的承载动画图橡胶球铰各向承载动画2、压缩型减振元件(轨道减振器)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-6 设计与分析利用ABAQUS 软件可预测元件动静刚度比、自振频繁等表征!2、压缩型减振元件(轨道减振器)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-6 设计与分析利用ABAQUS 软件可预测元件动静刚度比、自振频繁等表征!图2-7 ABAQUS与压缩型元件2、压缩型减振元件(橡胶堆)二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会图2-7 ABAQUS 与压缩型元件轨道减振器图3-2 自由面设计与优化利用ABAQUS可很好的预测出元件所需要的刚度拐点开孔方向应力集中破坏位置无应力集中轴箱弹簧结构与分析3、剪切型橡胶元件（轴箱弹簧）二、橡胶元件的典型结构ABAQUS 研讨会ABAQUS ，并结合工程实际，能较好的分析出产品可能破坏的位置，这为优化结构，提高产品寿命提供了可能。
abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导致计算停止
abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导致计算停止全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：abaqus是一款广泛应用于有限元分析的工程仿真软件，它能够对各种工程问题进行模拟分析，如结构强度、热传导、流体动力学等。
在使用abaqus进行冲击计算时，有时会出现橡胶材料出现大变形导致计算停止的情况，这对于工程仿真的准确性和稳定性带来了一定的挑战。
橡胶材料是一种具有高弹性和变形能力的材料，因此在受到冲击载荷时容易发生大变形。
在abaqus中对橡胶材料进行冲击计算时，需要考虑材料的大变形特性，以确保计算的准确性和稳定性。
在实际工程中，由于橡胶材料的复杂性和非线性特性，往往会出现计算停止的情况。
出现橡胶材料大变形导致计算停止的原因主要包括以下几个方面：橡胶材料的非线性行为导致了计算的收敛困难。
在abaqus中，通常采用显式求解器进行冲击计算，但由于橡胶材料的非线性特性，容易出现计算过程中收敛困难的情况，导致计算无法进行下去。
橡胶材料的大变形导致了网格的扭曲和失真。
在abaqus中，网格的质量对计算结果的准确性至关重要。
当橡胶材料发生大变形时，会导致网格的扭曲和失真，从而影响计算的稳定性和准确性。
橡胶材料的材料参数设置不当也会引发计算停止。
在abaqus中，用户需要根据橡胶材料的实际性能和性质来设置材料参数，包括杨氏模量、泊松比等。
如果材料参数设置不当，可能会导致计算过程中出现数值奇异性或不收敛的情况，进而导致计算停止。
针对以上问题，可以采取一些措施来解决橡胶材料大变形导致计算停止的情况。
可以尝试采用隐式求解器进行计算，以提高计算的稳定性和收敛性。
可以对网格进行优化和加密，以减少橡胶材料大变形导致的网格扭曲和失真。
需要合理设置橡胶材料的材料参数，以确保计算的准确性和稳定性。
第二篇示例：abaqus是一款强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域中各种结构的模拟和分析工作。
在许多工程项目中，橡胶材料的性能扮演着非常重要的角色，特别是在冲击负载下的应力分析中。
abaqus静力学求解单元畸变过大
abaqus静力学求解单元畸变过大
静力学求解单元畸变过大可能是由于以下原因：
1. 单元形状不合适：单元的形状可能不适合应用的场景，造成较大的畸变。
可以尝试改变单元类型或修改单元的形状以减小畸变。
2. 单元网格不均匀：单元网格的密度不均匀，导致部分区域畸变过大。
可以尝试使用更细致的网格或者对网格进行优化。
3. 材料参数设置错误：材料的参数设置不准确，导致单元出现较大的畸变。
可以重新检查材料参数是否正确。
4. 边界条件不正确：边界条件设置不准确，导致单元无法正确约束，进而产生较大的畸变。
可以重新检查边界条件设置是否正确。
如果以上方法都不起效，可以尝试使用更高级的单元类型，如
B3或C3D8I，这些单元具有更好的形状函数，可以减小畸变。
另外，也可以调整求解的参数，如增大迭代步数或使用更精确的求解算法。
如有必要，还可以使用自适应网格技术来优化网格，进一步减小畸变。
ABAQUS中定义橡胶材料超弹性材料数据
ABAQUS中定义橡胶材料超弹性材料数据橡胶材料是一种非常特殊的材料，具有高度可变的性能特性。
在ABAQUS中，定义橡胶材料的超弹性行为可以通过使用各向同性超弹性模型来实现。
该模型基于Hyperelastic材料模型，允许模拟材料在大变形、大应变条件下的行为。
首先，需要定义橡胶材料的本构模型。
常用的本构模型有诺依曼-奥登(Neo-Hookean)模型和Mooney-Rivlin模型。
这两种模型都可以用来描述橡胶材料的超弹性行为。
诺依曼-奥登模型基于材料的应变能函数，其形式如下：W=C1(I1-3)+D1(I2-3)+E1(I3-1)其中，I1、I2和I3分别是主应变不变量，C1、D1和E1是材料参数。
该模型适用于小应变的情况，且不考虑材料的非线性效应。
Mooney-Rivlin模型是橡胶材料的一种可行的超弹性模型，其应变能函数形式如下：W=C10(I1-3)+C01(I2-3)+C20(I1-3)^2+C02(I2-3)^2+C30(I1-3)^3+C03(I2-3)^3其中，C10、C01、C20、C02、C30和C03是用来描述材料特性的参数。
Mooney-Rivlin模型能够较好地预测橡胶材料的超弹性行为。
选择适当的材料参数是非常重要的。
常见的方法是通过试验数据拟合获得合适的参数。
通常使用实验数据拟合软件，如Matlab或Python，将试验数据带入本构模型，通过最小二乘法拟合得到参数。
定义橡胶材料超弹性行为的过程如下：1.在ABAQUS中创建一个新材料，选择超弹性材料模型。
2.根据选择的超弹性本构模型，定义材料参数。
可以手动输入参数值，也可以通过实验数据拟合得到的参数值。
3.根据所定义的本构模型，计算对应的应力-应变关系。
可以使用ABAQUS提供的材料测试功能，通过施加不同的应变载荷，测量相应的应力响应，从而获得超弹性材料的应力-应变行为。
4.在ABAQUS中使用所定义的超弹性材料进行相应的分析。
ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法
ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法zhangleilyl（搜索论坛的答复以及一些参考书和文献总结，由于水平有限，不免会有很多错误，仅供参考）密封橡胶的数值仿真是一类典型的非线性问题，牵涉到材料非线性（超弹性）、边界非线性（接触）和几何非线性（大变形）问题的集合，如果设置不当，极容易导致求解困难。
特别是在密封橡胶的变形复杂，比如和多个不规则边界接触、变形很大等情况，需要更谨慎的设置相关参数，以求得到合适的解答。
模型的适当简化对薄板问题可忽略厚度方向的应力，作为平面应力（plane stress）问题；对长柱体可忽略第三方向的应变，作为平面应变（plane strain）问题;对O型圈等可作为轴对称问题。
平面应力和平面应变在建立part时需选中2D Planar，轴对称问题需选中Axisymmetric；在选择单元时也应注意三者的区别（CPS* ,CPE*, CAX* ）。
求解器的选择因为问题复杂，使用Standard求解容易不收敛，在精度允许的情况下，可选用Explicit求解器。
只是多数时候Explicit求解时间较长。
应当知道的是，对于橡胶这种典型的不可压缩材料，使用杂交单元（含字母H）是恰当的，但Explicit中没有杂交单元（庄茁书中的例子选用减缩单元）。
并且在Explicit 中，橡胶材料默认泊松比为0.475。
材料模型的选择我只用过其中三个，Neo-hookean，简单易用，就一个参数。
对于初学者和简单的模拟比较方便。
但是当变形增加到一定范围就不能得到准确的结果了，因为它的参数是来自小变形部分的应力-应变关系。
Mooney-Rivlin 是比较常用的本构模型。
对于没有加碳黑的橡胶来说，这模型能得到比较准确的结果。
但是用它来模拟加了碳黑的橡胶就不太精确了。
Yeoh 是用来模拟加碳黑后的橡胶，三个参数都比较容易得到。
可是这个模型在小变形 extension ratio<1.5时结果不准确。
abaqus中橡胶大变形问题
abaqus中橡胶大变形问题橡胶材料由于其特殊的力学性质，在许多工程领域都有着广泛的应用。
abaqus作为一种常用的有限元分析软件，能够有效地模拟和分析橡胶材料的大变形问题。
本文将从理论和实践两个层面，介绍abaqus 中橡胶大变形问题的模拟与分析。
一、橡胶材料的理论模型橡胶材料的力学行为可以用超弹性理论来描述。
超弹性理论是一种介于弹性和塑性之间的模型，能够更准确地刻画橡胶材料的非线性力学性质。
在abaqus中，常用的超弹性模型有Mooney-Rivlin模型和Arruda-Boyce模型。
Mooney-Rivlin模型是一种二次超弹性模型，适用于小应变范围内的橡胶材料。
该模型的应力-应变关系可以表示为：σ = 2C1(I1-3)+2C2(I2-3)其中，σ为应力矢量，C1和C2为模型的材料参数，I1和I2为形变张量的不变量。
这个模型能够良好地描述橡胶的线性和非线性力学性质。
Arruda-Boyce模型是一种更为广泛适用于大应变范围内的超弹性模型。
该模型的应力-应变关系可以表示为：σ = 2μ(I-3)+kJ-1/3(I-3)其中，σ为应力矢量，μ和k为模型的材料参数，I为形变张量的不变量，J为形变张量的体积变化。
该模型能够更准确地描述橡胶在大变形下的力学特性。
二、abaqus中橡胶大变形问题的模拟与分析在abaqus中，橡胶大变形问题的模拟可以通过建立合适的几何模型和材料模型来实现。
首先，需要通过abaqus提供的建模工具，创建橡胶材料的几何模型，可以是一维、二维或三维的。
然后，在模型中定义橡胶材料的力学性质，包括材料的超弹性模型和材料参数。
接下来，需要定义橡胶模型的加载条件。
可以通过施加位移、力或压力来加载模型，模拟橡胶在拉伸、压缩、扭转等情况下的力学响应。
同时，还可以设置边界条件，限制模型的运动自由度。
在模拟过程中，abaqus会自动生成网格并进行数值计算，得到橡胶材料的变形和应力分布。
可以通过后处理功能，对模拟结果进行可视化，并分析橡胶的变形情况、应力分布以及其他相关的力学参数。
abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导致计算停止
abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导
致计算停止
在使用Abaqus进行橡胶材料冲击计算时，大变形确实可能导致计算停止。
这主要是因为橡胶材料在受到冲击时，其形变往往非常大，有时甚至可以达到或超过其原始尺寸的几倍。
这种大变形会对Abaqus的网格划分和计算稳定性提出很高的要求。
首先，大变形可能导致网格扭曲或重叠，从而使计算无法进行。
Abaqus在进行有限元分析时，需要在每个时间步长内对网格进行更新，以保持计算的准确性。
如果网格扭曲或重叠，Abaqus就无法正确地进行这种更新，从而导致计算失败。
其次，大变形也可能导致计算的不稳定。
当材料发生大变形时，其应力、应变等物理量的变化可能会变得非常剧烈，从而使计算结果出现振荡或发散。
这种不稳定的计算结果通常是没有意义的，因此Abaqus会选择停止计算。
为了解决这个问题，你可以尝试以下几种方法：
优化网格划分：使用更精细的网格划分，可以更好地捕捉橡胶材料在大变形过程中的行为，从而提高计算的稳定性。
使用更合适的材料模型：橡胶材料的力学行为非常复杂，选择合适的材料模型对于准确模拟其冲击行为非常重要。
你可以尝试使用更复杂的材料模型，如超弹性模型或粘弹性模型，以更好地描述橡胶材料的行为。
引入接触和约束：在橡胶材料与其他物体发生接触或碰撞时，引入适当的接触和约束条件，可以帮助避免网格扭曲或重叠，从而提高计算的稳定性。
总之，处理Abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导致计算停止的问题需要综合考虑多种因素，包括网格划分、材料模型选择以及接触和约束条件的设置等。
通过合理的设置和优化，你可以提高计算的稳定性，从而得到更准确的结果。
ABAQUS大变形分析
ABAQUS大变形分析概述ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，可以用于模拟和分析各种结构的力学行为。
本文将介绍如何在ABAQUS中进行大变形分析。
大变形分析简介大变形分析是指当结构的变化程度超过一定限度时，应当采用大变形理论进行分析。
在大变形分析中，需要考虑接触、摩擦和非线性材料等因素，以准确预测结构在受力下的变形和应力分布。
ABAQUS中的大变形分析ABAQUS提供了强大的大变形分析功能，可以进行非线性几何分析和材料非线性分析。
下面将介绍如何在ABAQUS中进行大变形分析的步骤。
步骤一：几何建模首先，需要在ABAQUS中进行几何建模。
可以通过ABAQUS的建模工具（如CAE）创建结构的几何形状，并定义材料属性和几何边界条件。
步骤二：定义材料属性在进行大变形分析前，需要定义材料的非线性性质。
可以通过材料库中的材料模型，或者自定义材料模型来描述材料的行为。
常见的材料模型包括弹性、塑性、弹塑性、超弹性和粘弹性等。
步骤三：网格划分在进行大变形分析前，需要将结构进行网格划分。
网格划分的精细程度会直接影响分析结果的准确性和计算效率。
通常，可以根据结构的几何形状和加载情况来选择合适的网格划分方法。
步骤四：加载和边界条件在进行大变形分析前，需要定义加载和边界条件。
加载条件包括物理加载和约束条件，可以通过施加外部力、压力、温度等来模拟结构受力情况。
边界条件包括支撑条件和约束条件，用于限制结构的运动自由度。
步骤五：定义分析类型在进行大变形分析前，需要选择适当的分析类型。
ABAQUS提供了多种分析类型，包括静态分析、动态分析、模态分析和热力学分析等，可以根据具体需求选择合适的分析类型。
步骤六：运行分析在完成所有前期准备工作后，可以运行分析。
在分析过程中，ABAQUS会根据定义的模型和加载条件来计算结构的变形和应力分布。
分析完成后，可以查看分析结果，并进行后续处理和分析。
总结通过以上步骤，我们可以在ABAQUS中进行大变形分析，并准确预测结构在受力下的变形和应力分布。
橡胶受外力作用产生变形的处理方法
橡胶受外力作用产生变形的处理方法一、塑炼橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。
增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。
橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合;在压延加工时易于渗入纺织物中;在压出、注压时具有较好的流动性。
此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀，便于控制生产过程。
但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能，因此塑炼操作需严加控制。
橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。
1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。
断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。
由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关，其中起重要作用的则是氧和机械力，而且两者相辅相成。
通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用;后者以自动氧化降解作用为主，机械作用可强化橡胶与氧的接触。
塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂，这种断裂大多发生在大分子的中间部分。
塑炼时，分子链愈长愈容易切断。
顺丁胶等之所以难以机械断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。
当加入高分子量级分后，低温塑炼时就能获得显著的效果。
氧是塑炼中不可缺少的因素，缺氧时，就无法获得预期的效果。
生胶塑炼过塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。
热对塑炼效果极为重要，而且在不同温度范围内的影响也不同。
由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内(天然胶低于110?)随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。
相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区(天然胶高于110?)将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。
各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。
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ABAQUS中橡胶大变形问题的一些解决办法
zhangleilyl
（搜索论坛的答复以及一些参考书和文献总结，由于水平有限，不免会有很
多错误，仅供参考）
密封橡胶的数值仿真是一类典型的非线性问题，牵涉到材料非线性（超弹性）、边界非线性（接触）和几何非线性（大变形）问题的集合，如果设置不当，极容易导致求解困难。
特别是在密封橡胶的变形复杂，比如和多个不规则边界接触、变形很大等情况，需要更谨慎的设置相关参数，以求得到合适的解答。
模型的适当简化
对薄板问题可忽略厚度方向的应力，作为平面应力（plane stress）问题；对长柱体可忽略第三方向的应变，作为平面应变（plane strain）问题;对O型圈等可作为轴对称问题。
平面应力和平面应变在建立part时需选中2D Planar，轴对称问题需选中Axisymmetric；在选择单元时也应注意三者的区别（CPS* ,CPE*, CAX* ）。
求解器的选择
因为问题复杂，使用Standard求解容易不收敛，在精度允许的情况下，可选用Explicit求解器。
只是多数时候Explicit求解时间较长。
应当知道的是，对于橡胶这种典型的不可压缩材料，使用杂交单元（含字母H）是恰当的，但Explicit中没有杂交单元（庄茁书中的例子选用减缩单元）。
并且在Explicit 中，橡胶材料默认泊松比为0.475。
材料模型的选择
我只用过其中三个，Neo-hookean，简单易用，就一个参数。
对于初学者和简单的模拟比较方便。
但是当变形增加到一定范围就不能得到准确的结果了，因为它的参数是来自小变形部分的应力-应变关系。
Mooney-Rivlin 是比较常用的本构模型。
对于没有加碳黑的橡胶来说，这模型能得到比较准确的结果。
但是用它来模拟加了碳黑的橡胶就不太精确了。
Yeoh 是用来模拟加碳黑后的橡胶，三个参数都比较容易得到。
可是这个模型在小变形 extension ratio<1.5时结果不准确。
（Han_leung）
另，在橡胶材料模型中引入少量的可压缩性能够减少体积自锁。
分析步的设置
多设置一个小载荷的分析步，让接触关系平稳的建立起来以后，在下一个分析步中施加更大的真实的载荷，可以减小收敛的困难。
接触的设置
把刚体面或刚度较大的面作为主面，橡胶一般作为从面。
刚性面上的尖角会引起收敛问题，可定义倒角光滑解析刚性面上的尖角。
定义接触时应当注意接触面的法向方向应该相反。
两个接触面之间滑动较大，故选用有限滑动算法。
在ABAQUS/Standard中，对“Constraint enforcement method”的选择，平面应力问题建议选用“Node to surface”，平面应变问题建议选用“Surface to surface”。
在结果出来后往往会发现出现穿透现象，这时需要重点检查两个方面：1.接触定义是否正确，包括主从面、法线方向等；2.从面网格需要细化。
约束的设置
可能的情况下，应当增加约束，可以增大求解的成功的可能，而约束不足容易产生奇异解，比如橡胶“到处乱跑”。
比如本模型中，可以对橡胶下方的接触点全约束，而橡胶上方的接触点只允许竖直方向的移动。
网格
网格的疏密、网格划分技术（Mesh controls）和单元类型的选择，对计算的成败影响很大。
只能具体问题具体分析，可参考石亦平的《ABAQUS有限元分析实例详解》。
划分好网格后最好使用verify来检查一下网格的质量，发生扭曲的地方要改善网格质量。
变形严重的地方需要细化网格。
优先选用线性单元，高阶单元容易发生单元畸变，易于导致计算失败和不准确的结果。