橡膠楔體與剛性缺口接觸分析及有限元計(jì)算.pdf

1、本文利用文獻(xiàn)[9]中提出的應(yīng)變能函數(shù)，對(duì)橡膠楔體與剛性缺口接觸大變形問(wèn)題進(jìn)行了研究，分析了橡膠楔體尖端的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，經(jīng)過(guò)冗長(zhǎng)繁雜的理論推導(dǎo)，得到其漸近分析解。由此得出，在橡膠楔體與剛性缺口的接觸問(wèn)題中不包含收縮區(qū)和擴(kuò)張區(qū)，楔體尖端壓入缺口的部分均勻散開(kāi)；楔體尖端沿徑向的變形具有奇異性，奇異性指數(shù)d 與橡膠楔體與剛性缺口角度的比值/ b a及材料常數(shù)n有關(guān)，而楔體尖端沿環(huán)向的變形不具有奇異性，尖端角在變形前后只相差一個(gè)常數(shù)倍，此常數(shù)等

2、于楔體角度與缺口角度的比值/ b a；并且應(yīng)力分量的大小與變形后的角度q 無(wú)關(guān)。 本文還將由文獻(xiàn)[9]中所提出的應(yīng)變能函數(shù)所得的漸近分析解與文獻(xiàn)[32]中提出的應(yīng)變能函數(shù)所得到的漸近分析解進(jìn)行了對(duì)比，由兩個(gè)應(yīng)變能函數(shù)所得到的橡膠楔體尖端場(chǎng)的應(yīng)力應(yīng)變曲線擬合的很好。由文獻(xiàn)[9]所提出的應(yīng)變能函數(shù)得到的徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力之間的差值比由文獻(xiàn)[32]的應(yīng)變能函數(shù)所得到的徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力之間的差值要小，但是由兩個(gè)應(yīng)變能函數(shù)所得的徑向應(yīng)力

3、均大于環(huán)向應(yīng)力。 基于大型非線性有限元分析軟件MSC.Marc，對(duì)橡膠楔體與剛性缺口的接觸問(wèn)題進(jìn)行了有限元模擬，利用MSC.Marc 提供的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)編寫(xiě)用戶子程序uelastomer，分別將文獻(xiàn)[9]和[32]中所提出的應(yīng)變能函數(shù)導(dǎo)入MSC.Marc 中，對(duì)橡膠楔體與剛性缺口進(jìn)行了接觸分析，得出其有限元解，并將其與理論解進(jìn)行了對(duì)比。由有限元計(jì)算得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以看出橡膠楔體尖端部分是均勻散開(kāi)的，楔體尖端沿徑向的變形