OS-E： 0185 ゴム製リング： 自己接触を用いた押し潰しとスライディング

この例題ではOptiStructを使用し、超弾性材料と接触を含んだ非線形大変位陰解法解析に用いられる自己接触を取り上げます。



図 1.

モデル概要

変形したゴム製リングが平坦な剛体表面に置かれています。リングの上部に別の円形の剛体ローラーがあり、1つの点でリングと接触しています。接触は、リングの外側のサーフェスと剛体表面との間で定義されており、自己接触はリングの内側表面に定義されています。荷重は2つのステップで付与されます；1つ目のステップでは、円形のローラーが、リングの内側表面で自己接触が十分起こるよう押し潰されます。2つ目のステップでは、押し潰されたリングが平坦な剛体表面に沿って回転し、接触の領域がコンスタントに変化するよう、ローラーが同時に並進および回転させられます。ここで、非線形陰解法解析が実行されます。

FEモデルのソリッド要素のプロパティは：
ゴム製リング
1次ソリッド要素
シェル要素
ローラー
1次シェル
平坦なフロア
１次シェル
材料MAT1および平坦なフロアのプロパティは：
ヤング率
210000 MPa
ポアソン比
0.3
初期密度
7.9×10-9 ton/mm3
材料MATHEゴム製リングのプロパティは：
ポアソン比
0.495
初期密度
1.1×10-9 ton/mm3
熱膨張係数
1.7×10-4K-1

結果

図 2 は、円形ローラーが十分押し付けられた後のゴム製リングの変形形状を示しています。


図 2. 1つ目のステップ後のゴム製リングの変形形状
図 3 は、ローラーが同時に並進 / 回転された後の、押し潰されたゴム製リングの側面と平坦な剛体表面を示しています。


図 3. 2つ目のステップ後のゴム製リングの変形形状
図 4 は、ゴム製リングが押し潰され、平坦な剛体表面に沿ってスライディングした後のゴム製リング内の応力を示しています。


図 4. ゴム製リング内の応力

モデルファイル

この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます：

<install_directory>/hwsolvers/demos/optistruct/examples/rubber_ring.fem