Abaqus是法国达索软件旗下一款优秀的有限元分析软件，这篇文章介绍下如何使用Abaqus来模拟o-ring的压缩情况。

一、建立材料

在属性菜单下建立新的橡胶材料，选用超弹性材料的Mooney-Rivlin模型，输入C10, C01, D1参数。

建立钢的材料，选择弹性体，输入杨氏模量和泊松率

二、创建零件几何

使用Abaqus自带的CAD模块建立三个零件的几何模型：o-ring，活塞和管。建模方式为2D轴对称。

管子截面：

柱塞塞截面：

O-ring截面：

注意在建立o-ring截面的时候，采用分段圆弧，这样可以将圆分为几段不同的区域进行选择。

三、建立材料截面并赋给相应的几何

分布建立橡胶和钢的截面，将橡胶截面赋予o-ring, 钢材赋予活塞和管子。

四、组装

因为在建模的时候已经考虑三个零件之间的相对位置，所以组装后零件的位置自动设为合适的位置。

注意到o-ring和活塞之间的干涉。

五、建立分析步

建立三个额外的分析步：接触(Contact)->压缩(Comperss)->施压(Pressuized)，名字任意，主要是自己能明白步骤。

在每个分析步将大变形开关(Nlgeom)打开，因为o-ring的变形并非小的应变，明显为大变形，并设置步长如下：

六、建立接触类型

接触类型设置为摩擦

接触面的切向采用“惩罚”模型，将摩擦系数设为0.15

法向采用默认的“硬接触”

七、设置接触类型

此步为最为复杂和关键的一步设置，有如下几种类型：

1. o-ring 拉伸（o-ring stretch）：此接触模拟一开始o-ring套在柱塞上的情况，应用于所有分析步。

主面（Master surface）红色，为柱塞o-ring槽

从面（Slave surface）蓝色，为所有o-ring表面

点击“干涉配合”(Inteference Fit），选择“逐渐移除节点”和“自动收缩配合”

2. o-ring 压缩(o-ring compress)：此接触模拟管子上移压缩o-ring的情况，应用于压缩和承压情况。

主面（Master surface）红色，为管子内侧与o-ring配合面

从面（Slave surface）蓝色，为所有o-ring表面

点击“干涉配合”(Inteference Fit），选择“逐渐移除节点”和允许0.4mm的干涉。（理论上应该不允许干涉，但是结果无法收敛，所以试了几次发现干涉量至少要0.4mm）

3. o-ring 承压面(o-ring pressure surf)：此处用来设置o-ring承受水压的情况。

主面（Master surface）红色，为柱塞外表和o-ring槽

从面（Slave surface）蓝色，为o-ring下半部分表面

4. o-ring承压（o-ring pressurzied）：此处用来设置水压施加的几何。

红色箭头所指的节点分别为水压作用在柱塞零件和o-ring上的节点。水压设置为10MPa，时间为1秒。

八、设置边界条件

边界条件1：固定柱塞零件底部。

边界条件2：管子零件向上位移6mm

九、设置网格

o-ring的网格类型设为“混合方程(hybrid formulation)”，其余零件采用默认设置。

十、提交分析任务，查看结果

初始时：各处应力为0

o-ring拉伸结束：与o-ring槽接触点出现应力≈2MPa

o-ring压缩结束。

施加水压，可以看出o-ring被挤到上部

查询密封处的流体压力PPress 为10Mpa，显示o-ring 密封良好，未出现泄漏。

全部过程动画如下：，时长00:06