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本文首先回顾了CAD/CAE技术,以及CAD/CAE技术的现状和趋势,发现传统的产品设计模式已经不能满足现代生产的需要,CAE技术已经成为整个设计过程的一部分,并发挥着关键作用。橡胶由于其特殊的性能和低廉的价格被应用于各行各业,起着重要作用,所以对橡胶制品进行有限元分析有着重要的意义。 橡胶密封件广泛应用于机械设备中,其性能的好坏直接影响设备的正常工作,有时密封件失效会引起重大事故。橡胶密封件的设计涉及到固体力学、摩擦学、高分子材料科学、液体侵蚀以及机械制造工艺等多方面的理论知识,因而对橡胶密封件在安装和使用中的变形及密封界面上接触应力的精确研究,在理论上存在较大的困难。但随着计算机性能的提高,数值计算方法、材料科学以及大型有限元分析软件的发展,使研究人员利用非线性有限元软件进行密封件在安装和使用中高度非线性接触问题成为现实,并取得了一些研究成果。橡胶O形圈和油封是最常见的密封件,它们以其独特的结构和性能优势被广泛应用于许多机械设备中,为此本文利用大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,建立了橡胶O形密封圈和油封轴对称有限元模型,对其安装和使用过程中的接触变形、接触宽度上的接触应力分布等进行了分析,从而为进一步可靠设计、优化橡胶密封件提供了理论依据。 橡胶是一种特殊的材料:承受大的变形、应力应变非线性行为、粘弹性行为和不可压缩性,对其分析需要特殊的材料模型和有限元工具。本文对橡胶非线性材料的超弹性模型、基础实验、橡胶非线性有限元理论进行了研究。以实例的形式从力学等方面对橡胶密封制品进行了有限元分析,研究结果表明有限元技术可以很好的模拟橡胶制品的实际工况,对橡胶制品的力学性能进行预测,对其可靠性进行判断,从而论证了有限元在橡胶制品优化设计方面的可行性,为今后橡胶制品的结构、配方、模具优化,耐久性和新产品开发奠定了基础。 通过对橡胶制品的各个方面的有限元分析,有助于增加产品和工程的可靠性;在产品的设计阶段发现潜在的问题;经过分析计算,采用优化设计方案,降