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文檔簡介

圓球與橡膠墊接觸的有限元分析一、問題描述分別模擬鋼球以及橡膠球在以的垂向載荷擠壓硅橡膠（PDMS）墊時的變形情況。鋼球直徑，硅橡膠圓盤直徑，厚度.已知硅橡膠楊氏模量，泊松比，為超彈性材料。分別模擬小球為剛性材料和為橡膠材料時兩種情況下硅橡膠墊的變形情況。二、有限元分析由于橡膠本構(gòu)關(guān)系的非線性化，以及橡膠制品在應(yīng)用時的大變形、接觸非線性邊界條件使其工程模擬變的非常困難。模擬的準(zhǔn)確性與采用的本構(gòu)關(guān)系模型以及模型中材料常數(shù)測試的準(zhǔn)確性有密切關(guān)系。本次分析以橡膠中常用的Mooney-Rivlin材料作為橡膠的本構(gòu)模型。1、 材料參數(shù)的確定Mooney-Rivlin模型的基本理論不贅述，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知Mooney-Rivlin模型中材料常數(shù)與材料彈性模量有如下關(guān)系：并且有經(jīng)驗公式：可以計算Mooney-Rivlin模型中材料常數(shù)，用于有限元分析中定義材料。2、 鋼球與硅橡膠盤接觸由于鋼球與硅橡膠接觸時鋼球變形可以忽略，可以把鋼球看做剛體（Rigid body），建有限元模型如下：圖1 剛性球接觸時的有限元模型分析結(jié)果如下：圖2 剛性球接觸時圓盤變形云圖最大變形為圖中紅色部分，為3、 橡膠球與硅橡膠圓盤接觸將球劃分網(wǎng)格，并定義為可變性體（Deformable body）有限元模型如下：圖3 橡膠球與硅橡膠圓盤接觸時的有限元模型將球看做可變性體，與圓盤賦相同的材料進(jìn)行分析，圓盤變形云圖

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