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橡胶工业 2020年第2期67卷 83-90页

作者：张一川刘枫符寿康王亮燕孙克俭李凡珠卢咏来北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 南京利德东方橡塑科技有限公司江苏南京210028

采用代表体积单元理论的细观力学分析法,推导出制动胶管纤维编织骨架层(简称编织层)正交各向异性力学性能分析方法,并通过编织层轴向拉伸试验对等效拉伸模量进行验证;开发了编织层的快速建模和等效力学性能分析软件,基于编织层的正交各... 详细信息

采用代表体积单元理论的细观力学分析法,推导出制动胶管纤维编织骨架层(简称编织层)正交各向异性力学性能分析方法,并通过编织层轴向拉伸试验对等效拉伸模量进行验证;开发了编织层的快速建模和等效力学性能分析软件,基于编织层的正交各向异性本构方程建立了制动胶管的高精度有限元模型,并进行扭转变形仿真分析和试验验证。试验表明制动胶管编织层正交各向异性力学性能的分析方法和管体扭转变形的仿真分析方法均合理和可靠。

关键词：制动胶管编织骨架层正交各向异性力学性能扭转变形仿真分析

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制动胶管编织骨架层的参数化建模

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橡胶工业 2019年第12期66卷 895-903页

作者：刘枫王亮燕岳小雪李凡珠杨海波鞠建宏北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 南京利德东方橡塑科技有限公司江苏南京210028

介绍制动胶管编织骨架层(简称编织层)参数化建模的方法。以规则编织层为例,基于Abaqus软件,采用Python脚本语言编写内核和图形用户界面代码,实现编织层参数化建模。该程序不仅具有编织层三维建模功能,还具有纤维相互作用设置、边界条件... 详细信息

介绍制动胶管编织骨架层(简称编织层)参数化建模的方法。以规则编织层为例,基于Abaqus软件,采用Python脚本语言编写内核和图形用户界面代码,实现编织层参数化建模。该程序不仅具有编织层三维建模功能,还具有纤维相互作用设置、边界条件施加、网格划分和任务提交等功能,有效地简化了编织层力学性能分析,缩短了研究周期。

关键词：制动胶管编织骨架层参数化建模有限元分析 Abaqus软件

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胶管用编织层的几何建模和力学性能有限元模拟分析研究

胶管用编织层的几何建模和力学性能有限元模拟分析研究

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作者：刘枫北京化工大学

学位级别：硕士

胶管具有耐压强度高、承压变形小、耐酸碱介质等特点,常用于输送或抽吸各种气体、液体、粘流体和粉粒状固体等物料,在各行各业中起到关键作用。编织胶管是最常用的胶管之一,在汽车行业中应用最为广泛。编织胶管由编织层和橡胶层构成,编... 详细信息

胶管具有耐压强度高、承压变形小、耐酸碱介质等特点,常用于输送或抽吸各种气体、液体、粘流体和粉粒状固体等物料,在各行各业中起到关键作用。编织胶管是最常用的胶管之一,在汽车行业中应用最为广泛。编织胶管由编织层和橡胶层构成,编织层承担主要的载荷,编织胶管的力学响应及破坏取决于编织层力学性能,而编织层力学性能既和编织材料力学性能相关,也与编织结构相关,因此研究编织层力学性能与编织结构、材料力学性能的关系是十分必要的。采用有限元分析方法,对胶管编织层进行了细观力学分析,建立了编织层力学性能与编织结构、材料力学性能的关系。对高性能胶管的设计和生产具有重要的指导意义,所建立的研究方法同样适用于其他橡胶制品(如轮胎、输送带)骨架层的力学性能研究。论文的研究内容包括:(1)研究胶管编织层三维模型构建的方法。编织胶管的工艺参数、单丝纤维的尺寸参数是胶管生产企业主要关心的对象,通过对骨架层的结构进行剖析,建立了胶管编织层几何结构、单丝纤维尺寸和工艺参数间的内在定量联系,为后期编织层的三维模型构建和力学分析奠定基础。由于编织层三维结构较为复杂,并且划分网格非常困难,难以用通用的建模方法构建出其三维模型,基于理论分析和算法开发创新性地提出了一种胶管编织层三维模型构建的方法,该方法在建模过程可以解决网格划分困难的问题。(2)研究编织层代表性体积单元(RVE)约束条件和边界条件的创建方法。RVE是利用细观力学研究材料等效力学性能的有效模型,合适的边界条件对于RVE模型很重要。本文采取锯齿型RVE结构作为编织层等效力学性能研究对象,但是由于对锯齿型RVE结构边界条件施加方法鲜有报道,为此本节探索出一种锯齿型RVE边界的施加方法,并分析了施加该边界时应满足的约束方程。(3)研究胶管编织层力学性能参数的求解方法。以制动胶管的外编织层为研究对象,利用(1)中的建模方法构建其三维仿真模型,施加约束条件和边界条件,通过仿真方法求解了制动胶管外编织层的等效力学性能。通过编织层轴向拉伸实验验证了三维模型构建方法、约束条件施加方法以及边界条件施加方法的有效性。(4)开发胶管编织层快速建模和力学性能参数分析工具。采用Python脚本语言,在有限元软件ABAQUS平台上进行相关算法的二次开发,实现胶管编织层三维建模、变形分析计算、等效力学性能求解的高效化、自动化和友好化,并开发出图形用户界面分析插件HoseBraider。

关键词：胶管编织骨架层有限元分析等效力学性能图形用户界面

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