在聚氨酯密封胶胶筒模型中,由于构件之间存在接触关系,需要考虑摩擦,因此需要对模型中发生接触行为的构件进行摩擦因数的定义。聚氨酯密封胶胶筒与管壁的接触类型是刚体一柔体的接触。管壁作为刚体,设置为主面;聚氨酯密封胶胶筒作为柔体,设置为从面。聚氨酯密封胶胶筒与管壁之间的切向摩擦可以简化为橡胶与钢的摩擦,摩擦因数定义为0. 4。同理,聚氨酯密封胶胶筒与上、下挤压碗、底座之间的摩擦因数也定义为0. 4。底座与挤压碗之间的切向摩擦因数可以简化为钢与钢的摩擦因数,定义为0. 15。在聚氨酯密封胶胶筒发生大变形的过程中,聚氨酯密封胶胶筒不仅与周围的构件相接触,还会发生自接触。自接触在接触条件设置时是很容易被忽略的1个环节,自接触的摩擦因数定义为0.5。密封聚氨酯密封胶胶筒是本文主要研究对象,且其发生的变形量较大,为了获取更精确的结果,应对聚氨酯密封胶胶筒的网格进行加密处理。但网格不是越密越好,当网格数量较少时,提升网格密度,会使计算精度显著提高;当网格数量增加到一定程度时,再提升网格密度,计算精度只有极少量的提高,反而会大幅增加计算时间,不利于求解。因此,在对聚氨酯密封胶胶筒网格划分时,要进行网格无关性分析。
聚氨酯密封胶胶筒采用四节点、双线性轴对称四边形单元,即C'.AX4RH单元。其余构件采用四结点双线性轴对称四边形单元,即C'.AX4R单元。本文选取的3个网格尺寸分别为1. 5,1. 2,1. 0,模拟计算出的聚氨酯密封胶胶筒变性后与管道之间形成的最大接触应力分别为10. 0609. 8959. 868 MPa。由此可以得出,当网格尺寸从1. 5提高到1. 2时,接触应力有较为明显的变化。当网格尺寸从1. 2提高到1. 0时,接触应力变化很小,误差小于300,说明网格尺寸为1.2时计算结果已经达到精度要求。但是,由于网格尺寸的提高成倍地增加了计算时间,大幅降低求解效率,因此本文选定的网格尺寸为1.2。www.sdyuantai.net