Re: [請益] 圓環密封材質

[gamer ()]

※ 引述《mystage123 (滿時疤)》之銘言：
: 請問各位前輩，在workbench裡面有這種材質嗎？氟橡膠FKM（Viton），我在hyperelasti
: c materials裡面，但不知道要選哪一個，請問說若不是如圖片所示材料，那要自己新增
: 材料，對於FKM需要注意的材料參數有哪些重要。另請問一下，若要對分析密封圓環件（
: 工作環境是高溫、氣密、因為氣密所以會有force持續抵住密封圓環，持續時間20分鐘）
: ，想要分析O-ring被兩個配件貼著後，是否會因為溫度而導致配件貼合面產生間隙
: https://i.imgur.com/Ivy3oMi.jpg

    欄位3~6都是elastomer(彈性體)的本構模型，差別在使用
的strain energy density function, W不同。

　　最早發展的橡膠本構模型應該是Neo-Hookean，顧名思義，
Neo-Hookean有「新的」Hook's law的意味，他的方程式為

    W=C_1(I_1-3)+D_1(J-1)^2

　　當材料為不可壓縮時J=1，方程式可改寫為

    W=C_1(I_1-3)

　　此模型的優點是方程式簡單，可以很容易地擬合出所需的材
料常數，但也因為這樣，它並沒有辦法適切的描述一般橡膠材料
在高應變時會有的應力「上升」行為。

　　第二個發展出來的是Mooney-Rivlin，方程式為

　　W=C_1(I_1-3)+C_2(I_2-3)+D_1(J-1)^2

　　此模型是generalized Rivlin model(又稱為多項式超彈性模型)
的一次式特例，雖然與Neo-Hookean相比多了一個項，但此模型同樣
無法描述高應變時應力的「上升」行為。

　　後來Yeoh在1993針對上述的多項式超彈性模型提出一些看法，
認為I_2項可以被忽略，僅需考慮I_1項，他以一個3項次的方程式
來描述，他的模型不但可以描述低應變行為，也能夠適切的描述高
應變的「上升」行為，此種模型被歸類為縮減型多項式模型(reduced
polynomial model)。附帶一提，Neo-Hookean恰巧是此種模式的一次
項特例。

　　Ogden則提出了一個不同以上的形式，他改用principal stretches
來描述，而不使用不變量。他的模型同樣是個多項次的型式，一般認為
只需要3個項次即能適切的描述橡膠的行為(包含高應變時的「上升」行
為)。由於其使用的變數並非不變量，因此並不建議在僅有一種測試數
據(比如說單軸拉伸)的情況下使用此模型。

　　回到你的問題，ANSYS裡面這些材料提供的都只是輸入範例，你必
需先取得使用材料的測試數據才有辦法使用。如果你的問題應變量不大，
建議可以選擇較簡單的Neo-Hookean即可，但如果有高應變就需要使用
項次較多的Ogden或是Yeoh。

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推 drysor: 推大大清楚的說明
推 mystage123: 感謝您仔細講解！
推 drunk0102: 專業 推
推 clear000: 推用心
推 HsuanTan: 感謝解釋，最近也在找橡膠(硫化)的相關參數跟該使用哪
→ HsuanTan: 種模型,只不過是用apdl，目前是想使用M-R模型的三參數
→ HsuanTan: 來做，如果沒找到文獻的參數我再思考要不要直接找橡膠
→ HsuanTan: 來做單軸拉伸找數據，然後再用abaqus取得橡膠參數再回去
→ HsuanTan: ansys模擬
推 SCHLAGER: 在Absqus也是建議多做幾種測試，之後可以透過fitting看
→ SCHLAGER: 出選用哪一種材料模型比較適合
→ gamer: Marlow will be a convnient choice in ABAQUS.