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基于Abaqus自适性技术解决橡胶大变形产生的单元严重
扭曲问题
江斌，李伟
辉门（中国）有限公司，上海201206
摘要:橡胶作为一种超弹性材料，能够承受大变形，因而在工业当中应用十分广泛。本文应
用Abaqus自适性技术解决某机油泵垫片的橡胶截面设计仿真分析过程中由于大变形引起的
单元严重扭曲而导致结果失真的问题。考虑设计公差的因数，建立橡胶截面为最大实体时的有限元模型，模拟法兰面压缩至最小的密封间隙，然后升温至150℃的过程，获得橡胶应变与应力分析结果。在这个过程中，单元产生严重的扭曲，仿真分析结果失真，因而利用mesh-to-meshsolutionmapping自适性技术解决单元严重扭曲问题，获得的仿真分析结果真实可靠。结果表明该技术可以很好地解决橡胶大变形产生的单元严重扭曲问题。
关键词:橡胶，自适性技术，单元严重扭曲，Mesh-to-meshsolutionmapping
AdaptivitytechniquesbasedonAbaqusinsolving
problemofelementseveredistortionbecauseofrubber
largedeformation
JIANGBin，LIWei
Federal-Mogul(China)Co.,Ltd,Shanghai201206
Abstract:Rubberisakindofhyperelasticmaterial,whichcanwithstandlargedeformation.
Thereforeitiswidelyusedintheindustry.Thisarticleutilizesadaptivitytechniquesbasedon
Abaqustosolvetheproblemofincorrectsimulationresultsbecauseofelementseveredistortion
occurringinrubberlargedeformationwhensimulationanalysisisappliedinthedesignofrubber
sectionofoilpumpgasket.Thefiniteelementmodelofrubbersectionisestablished.Therubber
sectionisthemaximummaterialsizewiththeconsiderationofdesigntolerance.Thestrainand
stressofrubberareobtainedbysimulatingthecompressionofrubbertotheminimumsealinggap
betweenflangesandthenwarminguptherubberto150℃.Buttheresultsareincorrectasa
resultofelementseveredistortionduringtheanalysis.Hence,themesh-to-meshsolutionmapping
isusedtosolvetheproblemofelementseveredistortion.Andtheresultsarereliable.Theresults
showthattheadaptivitytechniquescanbeusedtosolvetheelementseveredistortionduringthe
analysisofrubberlargedeformation.
KeyWords:Rubber,Adaptivitytechniques,Elementseveredistortion,Mesh-to-meshsolutionmapping
0.引言
在进行橡胶的大变形有限元分析时，某些单元会产生严重扭曲从而导致分析无法继续进
行或者分析得到的仿真结果与实际情况不符。那么工程师可以对橡胶的最初始网格进行细
化或者特殊化处理来解决分析过程中的单元严重扭曲问题，得到满意的分析结果。但是这
种细化或者特殊化处理需要工程师有一定的处理经验，甚至有时候并不能达到满意的效果。Abaqus提供了三种自适性技术，分别是ALE
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