一键生成橡胶支座ABAQUS插件设计与验证

在结构工程师和研究者使用ABAQUS平台进行复杂的橡胶支座分析时，构件的精细化模型构建和材料性能分析是一大挑战，尤其是在手工构建模型、设置参数以及选择合适的超弹性本构模型方面。针对于此，我们设计并开发了一种以下简称JYLRB的ABAQUS插件，旨在简化这一过程，通过直接输入参数生成橡胶支座模型及应力应变分析所需的组件，极大地节省了建模时间并提高了分析精度。

插件功能概述


JYLRB插件能够快速生成橡胶支座模型，用户仅需设置以下参数：

支座直径、铅芯直径、封板厚度、橡胶厚度、钢板厚度、橡胶层数、钢材屈服应力、面压、橡胶本构模型以及剪切模量。




插件完整实现了模型构建流程，包括：

部件的生成与装配：自动构建橡胶、钢材及其他组成部件，精准对齐以确保结构上的准确性和力学性能的连续性。

材料本构模型的设定：根据用户选择的橡胶本构模型自动配置力学属性。


分析步与参数的设置：快速设置ABAQUS分析所需的时步、加载路径和其他参数。

相互作用与边界条件的配置：直观地设置接触、约束和荷载，确保模型的现实性与合理性。

网格的划分与优化：自适应网格技术满足不同区域的精度需求。


作业生成与提交：生成并提交ABAQUS作业，实现模型的自动化分析。


本构模型验证

为了验证JYLRB插件及所选超弹性本构模型的准确性，我们采用以下步骤进行验证测试：

1. 有限元模型建立：构建了基于五种常用橡胶超弹性本构模型的橡胶支座有限元模型，包括ArrudaBoyce、MooneyRivlin、NeoHooke、Yeoh和Ogden模型。

2. 参数一致性验证：除了本构模型的差异，所有模型的其他参数均保持默认值一致（最大剪应变为400%）。

3. 不同阶段加载验证：在保持最大剪应变200%的状态下，对比了由JYLRB插件生成模型与理论曲线的拟合结果，重点关注应力应变关系。

结果与讨论

测试结果显示，无论采用哪种本构模型构建的橡胶支座有限元模型，最大剪应变达到200%时，JYLRB插件生成模型的模拟曲线与理论曲线表现出良好的一致性，验证了插件对于橡胶超弹性材料模型设定的准确性和本构模型选取的合理性。

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