案例7 橡胶压缩分析

橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。因此，有必要对橡胶对于相关的受力分析以检验其是否满足需求的性能。本案例主要为验证橡胶这种超弹性材料在受挤压时的力学特性。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何设置超弹性材料相关选项
  • 学习如何合理设置橡胶边界条件
  • 学习如何设置求解器
• 后处理结果分析展示
  • 结果云图

本案例使用的网格模型为rubber_MED

步骤一：导入网格

进入静力学分析模块，点击“静力学分析”下的“网格”，导入输入文件的网格，本案例网格名为rubber_MED.med。如下图所示：

步骤二：打开非线性

点击“静力学分析”，打开“非线性效应”开关。

步骤三：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在静力学模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。此处采用默认设置，如下图所示：

步骤四：全局模型

这里不考虑重力的影响，故设重力加速度为0m/$s^2$，方向任意即可。具体设置如下图所示：

步骤五：材料设置

点击“材料”，设置全局属性。在“材料本构行为”选择“超弹性材料”，在“超弹性模型”处选择“多项式超弹性模型”， 并输入对应的参数

步骤六:初始条件

点击“初始条件”下面的“位移”，对全局设置Z向的初始位移。

步骤七：边界条件与荷载

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”。

再次点击“+”，添加“压强”，其中压强以表格的形式给出。

步骤八：求解器设置

在偏微分方程求解的几种数值方法中，有限元方法最为通用，在工程领域应用也最为广泛。

以本案例为例，采用MUMPS计算方式.默认设置求解器设置如下图所示：

步骤九：时间步设置

时间步设置——结束时间设为2s，最大时间步长设为0.1s，其余采用默认设置。

步骤十：结果设置&计算

可在结果设置中选择所需的物理场，如下图所示：

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十一：结果展示

查看计算结果——点击“结果云图”。在“物理场”下拉菜单中可以设置不同结果的名称。具体结果如下图所示：