橡膠楔體與剛性缺口接觸分析及有限元計算.pdf

1、本文利用文獻[9]中提出的應變能函數(shù)，對橡膠楔體與剛性缺口接觸大變形問題進行了研究，分析了橡膠楔體尖端的應力場和應變場，經(jīng)過冗長繁雜的理論推導，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題中不包含收縮區(qū)和擴張區(qū)，楔體尖端壓入缺口的部分均勻散開；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，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；并且應力分量的大小與變形后的角度q 無關。 本文還將由文獻[9]中所提出的應變能函數(shù)所得的漸近分析解與文獻[32]中提出的應變能函數(shù)所得到的漸近分析解進行了對比，由兩個應變能函數(shù)所得到的橡膠楔體尖端場的應力應變曲線擬合的很好。由文獻[9]所提出的應變能函數(shù)得到的徑向應力與環(huán)向應力之間的差值比由文獻[32]的應變能函數(shù)所得到的徑向應力與環(huán)向應力之間的差值要小，但是由兩個應變能函數(shù)所得的徑向應力

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