橡胶结构有限元分析收敛问题的对策

有限元收敛问题有限元方法是一种常用的数值计算方法，广泛应用于工程领域中的结构分析、流体力学等问题。

在应用有限元方法时，一个重要的问题就是如何判断所得的数值解是否收敛于真实解。

这就涉及到有限元收敛问题。

有限元收敛问题是指当有限元网格逐步细化时，所计算的数值解是否趋近于真实解的问题。

在工程实际中，由于计算资源的限制，无法使用无限细的网格进行计算，因此需要通过有限的网格逼近真实解。

有限元收敛问题的解决方法对于保证计算结果的准确性和可靠性非常重要。

有限元收敛问题的研究主要集中在两个方面：网格收敛和数值解收敛。

网格收敛是指当有限元网格逐渐细化时，所计算的数值解是否趋近于真实解。

在有限元方法中，通常将物理问题的连续域离散化为有限元网格，通过在网格节点上的逼近函数来近似解。

当网格足够细时，逼近函数可以较好地近似真实解，从而保证数值解的准确性。

网格收敛问题的研究主要涉及网格剖分的优化和逼近函数的选择。

数值解收敛是指在有限元网格固定时，所计算的数值解是否趋近于真实解。

在有限元方法中，通常采用数值积分对方程进行离散化，然后通过求解线性方程组来得到数值解。

当离散化的步长足够小时，数值解可以较好地逼近真实解。

数值解收敛问题的研究主要涉及数值积分的精确性和线性方程组求解的准确性。

为了判断有限元方法是否收敛，通常采用收敛率作为评判标准。

收敛率是指数值解与真实解之间的误差随着网格逐渐细化的变化率。

当收敛率满足一定条件时，可以认为有限元方法是收敛的。

为了提高有限元方法的收敛性，需要注意以下几点：1.合理选择网格剖分：网格剖分应根据问题的特点进行合理选择，使得在关键区域网格足够细，以保证数值解的准确性。

2.选择适当的逼近函数：逼近函数的选择应考虑到问题的特点，以保证逼近函数在整个计算域内都有较好的逼近性。

3.提高数值积分的精度：数值积分的精度对数值解的收敛性有很大影响，可以采用高精度的数值积分方法来提高收敛性。

4.优化线性方程组求解：线性方程组的求解是有限元方法中的一个关键步骤，可以采用一些高效的求解算法来提高求解的准确性和稳定性。

第2期(总第225期)2021 年4 月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo2Apr文章编号=672-6413(2021)02-0075-02履带车辆橡胶衬套有限元分析张磊，卢浩博(神华宝日希勒能源有限公司，内蒙古 呼伦贝尔021000)摘要：履带车辆是一种用于复杂地形的多功能越野车，目前履带车辆支重轮和主梁之间常常采用刚性连接，不能满足减振要求。

为了解决现有履带车辆存在的缺陷，以某军用车辆橡胶履带行走系悬架为研究对象，将 支重轮与主梁之间的刚性连接改为采用橡胶衬套的弹性连接，利用有限元技术分析了橡胶衬套静、动力学行为特性，并对其进行了模态分析，得到橡胶衬套的应力云图、位移云图、各阶振型以及应力位移随时间变化 的曲线。

该研究为橡胶类零部件的有限元分析方法提供了理论指导和参考依据。

关键词： 橡胶衬套； 有限元； 履带车辆中图分类号：TP391.7 ：U469.6+ 94 文献标识码：A0 引言履带式车是一种适用于山地、沼泽地、沙漠地区等 复杂地形的多功能特种越野车。

由于工作条件恶劣, 因此要求其具有较好的通过性、机动灵活性和良好的 抗震性。

目前，履带式工程车辆中支重轮和车架、主梁 之间常用焊接等固定联接方式，车辆在恶劣路面的行 驶过程中会产生非常复杂的激励，引起强烈振动，无法 满足车辆平顺性要求。

为解决现有履带车辆存在的缺陷，可将支重轮与 主梁之间的刚性连接改为采用橡胶衬套的弹性连接。

橡胶衬套作为一种常用的减振元件，已被广泛应用于 车辆的行走系统和底盘悬架中。

随着有限元分析技 术的迅猛发展，许多有限元仿真软件如ABAQUS 、 ANSYS 等都建立了橡胶模型，不仅简化了计算过程, 提高了计算精确度，而且分析结果与试验值和实验值 相近。

通过实验，Charlton 等⑴验证了使用有限元软 件分析拟合橡胶材料特性的准确性，并对超弹性理论 进行了讨论和描述。

ABAQUS中网格划分对于橡胶材料自接触，大变形的收敛性研究曹鹏1，冯德成1，马宏岩1（1.哈尔滨工业大学交通学院）前言橡胶材料在工业界应用广泛，是非常多工业原件的组成材料。

典型的橡胶原件为橡胶，金属复合结构，同时橡胶材料也是轮胎的主要组成部分。

这些原件在使用过程中往往会发生大变形，同时橡胶材料又是一种超弹性材料，可以承受巨大的变形而不破坏，卸载以后变形可以回复。

这种材料属性使得橡胶类材料区别于金属类，混凝土类材料。

在国际通用的有限元软件abaqus上为模拟橡胶类材料准备了丰富的材料库。

abaqus软件的6.9-2版本可以提供Mooney—Rivlin，Neo Hooke，Ogden，Polynomial等多种方式来方便用户定义各种实验或理论确定的超弹性模型来模拟橡胶材料的独特力学特性。

1橡胶材料的大变形由于橡胶材料能够承受的大变形能力使得橡胶材料在受力过程中发生了巨大的变形，导致在有限元计算中由于网格变形过大，单元发生严重扭曲从而导致了计算不收敛（收敛问题一般发生在standard中）。

同时在橡胶变形过程中，一般会发生自接触，这样更加剧了一些橡胶类材料在有限元计算中过早停止收敛，无法得到准确模拟的不良后果。

为了解决这一问题，很多针对于abaqus软件的计算橡胶类材料的方法被提出，如文献[1]中介绍了一种采用python语言书写脚本文件在计算过程中提前有限元网格，并重新划分的方法，取得了良好的效果。

高密度的网格也是解决网格收敛性的一个主要方法，但是这样方法会增加计算成本，同时这种方法对于自接触+网格奇异时往往获得不了很好的效果。

采用explicit来模拟橡胶材料的变形也是一种可以替代的方案，但是收敛性却只能通过最小时间步长来确定，同时计算时间巨大。

从文献[1]的观点可以认为，网格调整对于保证这种大变形材料计算结果的收敛性具有重要的作用。

众所周知，固体力学中一般材料拉格朗日坐标来定义控制方程。

这样的行为使得材料限制在网格当中，如果网格变形过大则有限元网格投射到整体坐标系下时可能发生退化，如局部坐标系下的四节点等参元在总体坐标系下退化为三节点次参云，如果反应在abaqus软件中会提醒负特征值或零主元。

橡胶制品常见问题及解决方法橡胶制品的应用范围日益广泛，使用要求越来越高，巩义市盛源水电设备材料厂作为专业的橡胶补偿器生产厂家，拥有自己独立的研发实验室，凭借几十年各类型橡胶软连接的生产制作经验，总结出以下橡胶制品常见问题及解决方法，供各位同行研究借鉴：橡胶制品常见的缺陷一般表现为橡胶-金属粘接不良、气泡、橡胶表面发粘、缺胶、缩孔、喷霜、分层、撕裂等。

1．橡胶-金属粘接不良橡胶与金属的粘结是橡胶减震产品一个重要环节，橡胶与金属的粘结原理，普遍认为在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂成为模量梯度，以减少粘结件受力时的应力集中。

常用双涂型胶浆的底涂或单涂型胶粘剂与金属表面之间主要通过吸附作用实现粘结。

底涂型和面涂型胶粘剂之间，以及胶粘剂与橡胶之间通过相互扩散作用和共交联作用而实现粘结。

橡胶-金属粘接不良的原因分析及解决方法1．1 胶浆选用不对。

解决方法：参考具体使用手册，选择合适的胶粘剂1．2 金属表面处理失败，以致底涂的物理吸附不能很好的实现。

解决方法；粗化金属表面，保证金属粘结表面一定的粗糙度。

常用的处理方法，显微镜观察表面粗糙度从大到小依次是喷砂、抛丸＞磷化＞镀锌.金属表面不能有锈蚀，不能粘到油污、灰尘、杂质等1．3胶浆涂刷工艺稳定性差，胶浆太稀、漏涂、少涂、残留溶剂等。

解决方法；注意操作，防止胶浆漏涂、少涂。

涂好胶浆的金属件应注意充分干燥，让溶剂充分挥发，防止残留溶剂随硫化时挥发，导致粘结失败。

要保证一定的涂胶厚度，特别是面涂胶浆。

这样一方面可以有充足物质使相互扩散和共交联作用充分进行；另一方面可以实现一定的模量梯度层1．4配方不合理，胶料硫化速度与胶浆硫化速度不一致。

解决方法；改进配方以保证有充足的焦烧时间。

模具、配方改进，保证胶料以最快的速度到达粘结部位。

尽量采用普通、半有效硫化体系，提高硫黄用量，以实现多硫交联键。

改进硫化条件（温度、时间和压力）。

减少易喷霜物和增塑剂的使用,防止其迁移到橡胶表面，从而影响粘结。

中文摘要摘要作为一种工程材料硫化橡胶早在19世纪就被广泛的应用。

由于它良好弹性的特性被用于承载结构轴承，密封圈，吸收震动的衬垫，连接器，轮胎等。

然而，不同于金属材料仅需要几个参数描述其材料特性，橡胶的行为复杂，材料本构关系是非线性的。

它的力学行为对温度，环境，应变历史，加载的速率都非常敏感，这样使得描述橡胶的行为变得更为复杂。

橡胶的制造工艺和成分也对橡胶力学性能有显著的影响。

这也意味着橡胶作为工程材料的研究是一段不断的尝试和改进的过程，而不是完全彻底的理解。

幸运的是，由于计算机以及有限元分析的飞速发展，我们可以借助计算机来对超弹性材料工程应用进行深入研究以及优化设计。

本文给出如何用有限元方法来分析工业中的橡胶元件的力学性能的完整的方法，包括选取橡胶的本构模型，拟合本构模型，有限元建模，处理计算结果。

有限元分析的精度是直接与输入的材料数据相关的。

理想情况下，数据应该来自一系列的独立的实验。

本文给出了常用的用于拟合橡胶本构关系的实验方案。

另外本文详细讨论了一种橡胶元件中常用的超弹性材料轴对称过盈配合问题。

分别用解析的方法和有限元计算方法详细研究了此问题，包括平面应变大变形和小变形的解析解，有限元解，平面应力的小变形理论解，平面应力情况大变形和小变形的有限元解，橡胶体积模量对过盈配合的影响，接触面的摩擦系数对过盈配合的影响。

关键词：橡胶过盈配合超弹性大变形- I -目录摘要 (II)Abstract（英文摘要） (III)目录 (V)第一章超弹性材料本构关系 (1)引言： (1)1.1 超弹性模型概况 (1)1.2 橡胶模型的特征 (3)1.3 常用的橡胶本构模型介绍 (3)1.3.1 多项式形式及其特殊情况 (3)1.3.1.1 Mooney-Rivlin模型和Neo-Hookean模型 (4)1.3.1.2 Yeoh形式（Yeoh, 1993） (5)1.3.2 Ogden形式 (6)1.3.3 Arruda-Boyce形式 (6)1.3.4 Van der Waals模型 (7)1.4 本文的主要内容 (8)第二章超弹性材料过盈配合的解析解和数值解 (10)引言： (10)2.1 橡胶大变形和小变形本构关系 (11)2.1.1 大变形 (11)2.1.2 小变形 (12)2.2 平面应变情况下的解析解和有限元解 (14)2.2.1解析解 (14)2.2.1.1 线弹性小变形解析解 (14)2.2.1.2 大变形超弹性本构关系解析解 (15)2.2.1.3 线弹性与超弹性解析解的比较 (17)- II -2.2.2解析解与ABAQUS数值解的比较 (20)2.3 平面应力情况下解析解和有限元解 (22)2.3.1 解析解（小变形线弹性） (22)2.3.2有限元解 (23)2.3.2.1解析解与有限元解（线弹性橡胶本构关系）的比较 (23)2.3.2.2 两种本构关系的有限元解的比较（线弹性和超弹性） (25)2.4 可压缩性对过盈配合的影响 (26)2.5 摩擦系数对过盈配合的影响 (27)2.5.1 ABAQUS中接触的定义 (28)2.5.2 ABAQUS模拟过盈配合 (28)2.6 本章总结 (32)第三章实验拟和超弹性本构模型系数 (33)引言： (33)3.1 超弹性材料试验简介 (33)3.1.1 多种应变状态测试 (34)3.2 超弹性材料基本试验 (35)3.2.1单轴拉伸实验 (35)3.2.2 纯剪（平面拉伸）实验 (36)3.2.3等轴拉伸实验 (37)3.2.4压缩实验 (38)3.2.5体积压缩实验 (39)3.3 弹性本构模型中的系数 (39)3.3.1 最小二乘法用于多项式形式 (40)3.3.2 非线性最小二乘法 (40)3.3.3 非线性最小二乘法用于Ogden模型 (41)第四章橡胶定位器的有限元计算 (43)4.1 定位器建模 (43)4.1.1数值方法的选择 (44)4.1.2 有限元建模 (44)- III-4.2 静力学分析 (45)4.2.1 垂向刚度 (45)4.2.2 横纵向刚度 (46)4.2.3 静态分析结果对比 (48)4.3 动态分析 (49)4.3.1 模态分析基本方程 (49)4.3.2 定位器振型有限元分析结果 (49)4.4 本章总结 (52)第五章球铰的有限元计算 (53)5.1 球铰建模 (53)5.1.1数值方法的选择 (54)5.2 静力学分析 (54)5.2.1有限元计算扭转刚度 (55)5.2.2 偏转刚度 (56)5.2.3 有限元计算与实验的比较 (58)5.3 本章总结 (59)第六章结论 (60)参考文献 (61)致谢 (62)附录A 纯剪实验方法 (63)附录B 体积模量实验方法 (65)个人简历和在学期间的研究成果及发表的学术论文 (67)- IV -目录第一章超弹性材料本构关系引言作为一种工程材料硫化橡胶早在19世纪就被广泛的应用。

abaqus中冲击计算橡胶出现大变形导致计算停止全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：abaqus是一款广泛应用于有限元分析的工程仿真软件，它能够对各种工程问题进行模拟分析，如结构强度、热传导、流体动力学等。

在使用abaqus进行冲击计算时，有时会出现橡胶材料出现大变形导致计算停止的情况，这对于工程仿真的准确性和稳定性带来了一定的挑战。

橡胶材料是一种具有高弹性和变形能力的材料，因此在受到冲击载荷时容易发生大变形。

在abaqus中对橡胶材料进行冲击计算时，需要考虑材料的大变形特性，以确保计算的准确性和稳定性。

在实际工程中，由于橡胶材料的复杂性和非线性特性，往往会出现计算停止的情况。

出现橡胶材料大变形导致计算停止的原因主要包括以下几个方面：橡胶材料的非线性行为导致了计算的收敛困难。

在abaqus中，通常采用显式求解器进行冲击计算，但由于橡胶材料的非线性特性，容易出现计算过程中收敛困难的情况，导致计算无法进行下去。

橡胶材料的大变形导致了网格的扭曲和失真。

在abaqus中，网格的质量对计算结果的准确性至关重要。

当橡胶材料发生大变形时，会导致网格的扭曲和失真，从而影响计算的稳定性和准确性。

橡胶材料的材料参数设置不当也会引发计算停止。

在abaqus中，用户需要根据橡胶材料的实际性能和性质来设置材料参数，包括杨氏模量、泊松比等。

如果材料参数设置不当，可能会导致计算过程中出现数值奇异性或不收敛的情况，进而导致计算停止。

针对以上问题，可以采取一些措施来解决橡胶材料大变形导致计算停止的情况。

可以尝试采用隐式求解器进行计算，以提高计算的稳定性和收敛性。

可以对网格进行优化和加密，以减少橡胶材料大变形导致的网格扭曲和失真。

需要合理设置橡胶材料的材料参数，以确保计算的准确性和稳定性。

第二篇示例：abaqus是一款强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域中各种结构的模拟和分析工作。

在许多工程项目中，橡胶材料的性能扮演着非常重要的角色，特别是在冲击负载下的应力分析中。

橡胶弹性元件有限元分析技术应用现状的探讨黄友剑、卜继玲、程海涛、刘建勋中国南车株洲时代新材料科技股份有限公司，株洲，412007摘要：本文较为全面地阐述了时代新材在有限元使用方面的总体状态和技术上所呈现出来的技术成果。

特别就设计人员中的有限元仿真的总体概况、橡胶弹性元件所涉及到的仿真分析软件的应用、仿真分析技术在典型产品开发中的成功应用三个方面进行了重点论述。

关键词：橡胶弹性元件、ABAQUS、仿真分析1、橡胶弹性元件结构仿真分析技术的总体概况1.1设计人员对有限元技术的使用上升到较为合理的水平基于上述有限元仿真分析的重要性，有限元仿真分析在时代新材弹性元件的设计人员中得到较为全面的普及。

经过多年来的努力，现在设计人员的有限元仿真分析能力的程度达到较高的水平。

专业从事有限元仿真分析的设计人员占到15%，基本会使用有限元仿真分析的设计人员达到60%，不会使用有限元仿真分析的设计人员仅占25%，有限元分析技术在弹性元件研发部已经开花结果，大力促进了本部弹性元件产品的研发。

图1-1 设计人员使用仿真分析的人员构成1.2有限元技术在开发项目中的参与程度达到了较为合理的高度有限元仿真分析在项目开发中的作用至关重要，可以参与整个项目的开发流程。

在产品的开发过程中，前期对产品进行性能仿真分析，缩短设计和分析周期；后期模拟各种试验方案，减小试验时间和费用。

时代新材弹性元件承担的开发项目中，有限元仿真分析的参与程度很高，经调查显示：开发的项目中全部应用有限元仿真分析完成的项目数量达到25%，部分应用有限元仿真分析的项目数量达到55%，完全没有应用有限元仿真分析的项目数量仅占20%，日常的产品研发表明，有限元分析技术已经大幅度渗透在弹性元件研发部的产品研发中，已经成为产品研发密不可分的一个重要手段。

图1-2 有限元技术在开发项目中的参与程度统计1.3有限元仿真分析技术大力提升产品的研发设计能力时代新材弹性元件设计人员的仿真分析能力，经过多年来经验的积累，得到很大幅度的提升，分析的精确度和准确度达到一定的水平。

橡胶弹簧有限元分析方法研究橡胶弹簧是一种广泛应用于汽车、机械、纺织机械、仪器仪表、建筑以及航空航天等领域的一种重要零部件。

由于橡胶弹簧的复杂性及多变性，传统的理论计算容易产生错误和误差，使得应用中出现了大量的设计性不足、质量性不足、生产性不足以及可靠性性不足等缺陷。

为了解决这一问题，有必要研究采用有限元分析方法，以便更好地预测和模拟橡胶弹簧的动态行为。

首先，要正确理解有限元分析的基本原理。

有限元分析是运用数学模型来分析实际现象的数值方法，是一种建立在空间分布的受力状态下的结构分析方法。

有限元分析的基本思想是，将物理结构分解成若干有限的元素，而且每一个元素的力学性质可以求解。

通过定义每一个元素的节点坐标，即可建立出完整的结构模型。

此外，有限元分析还能够确定结构模型在任意荷载条件下的变形大小以及分析模型的强度。

其次，要正确应用有限元分析技术研究橡胶弹簧。

橡胶弹簧是一种特殊的力学结构，困难在于它具有复杂的拉伸行为、多变的挠曲形状以及具有非线性的材料特性。

因此，在实际的分析过程中，要在计算有限元分析结果的基础上加以考虑，以便准确地反映非线性材料特性，达到尽可能准确的分析结果。

此外，橡胶弹簧的计算模型还要加以完善。

原来，由于橡胶弹簧的动态特性复杂，在实际分析中往往采用简化的板梁模型，然而这种简化模型多采用相同的材料性能，由于模型简化过度而导致结构参数计算不准确，从而影响了计算的准确性。

为此，在实际的计算中，要采用更加复杂的三维有限元模型，考虑到橡胶弹簧结构本身的复杂性，以便准确地反映弹簧的动态行为特性。

最后，要采取有效的控制和管理措施，确保分析结果准确、可靠。

首先，在计算过程中，要严格把控模型分析和计算过程，充分考虑橡胶弹簧的特殊性和复杂性，以保证分析结果准确。

此外，要建立一套完善的计算和控制机制，以便及时发现和处理模型分析的错误。

最后，要对结果进行全面综合评估，以便在确定设计参数时能够及时准确地反映实际情况。

橡胶加工中的问题及其解决方法在橡胶加工过程中，会经常产生某些质量问题，妨碍了生产作业的顺利进行。

由于现在的劳务费用高，在停工待料期间的损失颇大。

若对大部分属于同一类型的问题采取相应的措施，就可解决这些问题。

以下就笔者的经验介绍解决的方法。

下文主要介绍硫黄分散不均，喷霜，焦烧等质量问题的处理方法。

1 硫黄分散不均，有麻点(凝集物)现象这是一个既老又新的问题，我们的前辈理应解决了的问题现在又旧事重提。

将入库的硫黄放置在水泥板上，从防潮的角度看不是好办法，一定要将它放在席子或垫板上，在计量前将其过筛是预防产生结块的有效方法，这时不必用太细的筛子，用40目或20目的即可，只要能将粉末状硫黄中的结块打碎就可以了。

另外，在一次硫黄添加量较少的情况下，在开炼机上面边过筛边添加为好，在这种场合，即使筛目粗一些也是可以的。

在使用传统的方法时，先将盛在盘子中的硫黄搁在一边，再放入等容积的轻质碳酸钙或白呈粉，搅拌均匀后在开炼机上进行添加，虽然这是一种简便的做法，但没有痹烩更好的方法。

此处简单介绍一下什么是白呈粉，将牡蝠壳、贝壳堆放在室外的水泥板上，任其风吹曰晒雨淋，放置2-3年后，里面的有机物质被分解除去，成为雪白的只有钙成分的物质，将其粉碎后就是白呈粉，该粉料除了可用于橡胶外，还可用于其他方面。

在配合了大量硬质陶土的橡胶中，不知是何种原因造成硫黄分散不均。

尽管人们想出了许多办法，但仍未奏效。

我们将配合了与硫黄等质量份的硬质陶土之母炼胶用捏和机进行混合，再用该公司自制的40L捏炼机(转速约为30 rpm /m in)进行约1h的混和，使用这样的母炼胶，未发现硫黄颗粒，可以说这是侥幸成功的实例。

自制的硫黄母炼胶是供该公司本身使用的。

但是，公司内所有橡胶一旦都使用母炼胶的话，则其用量会过大，品种繁多，需要专门加工母炼胶的炼胶机，这样做费时费力。

于是，除了目前尚未发生问题的混炼胶及允许有少许硫黄颗粒的混炼胶外，只对确实有需要的胶料才使用硫黄母炼胶。

橡胶挤出（压出）半成品的收缩及质量问题一．影响压出工艺的因素1．生胶的组成与性质（1）适当选择生胶品种，在常用的橡胶品种中，SBR、CR、IIR的收缩率都大于NR和BR。

（2）加入补强填充剂，降低生胶含胶率，减少胶料的弹性变形。

炭黑粒径的大小对胶料的收缩率无影响，而结构性和用量对收缩率有显著的影响。

炭黑的结构性越高、用量越大，压出收缩率越小；补强性低的各向异性的粒子（如陶土、碳酸镁等）压出收缩率也小。

（3）在胶料中加入再生胶，可增加流动性，从而减小收缩率。

（4）在胶料中加入油膏类软化剂，能起到润滑作用，减小收缩率，使制品表面光滑。

（5）胶料可塑性大，容易流动，压出收缩率小。

2．压出温度压出温度高，能够增加胶料的流动性，减小膨胀率，且表面光滑。

3．压出速度压出速度越大，收缩率越大。

但压出速度的大小受下列因素影响：（1）口型锥角角度越大，光滑度越高，压出速度越快，半成品表面越光滑，致密性越好。

（2）胶料的可塑度小，压出速度慢。

（3）软化剂品种对压出速度也有影响，树脂、沥青等粘性软化剂会减慢压出速度；硬脂酸、蜡类能加快压出速度。

（4）补强填充剂的品种不同对压出速度的影响也不同，使用软质炭黑的压出速度比用硬质炭黑的压出速度快。

（5）压出温度升高，可提高压出速度，但要注意防焦烧。

4．半成品冷却冷却不均，使半成品收缩变形不一致。

二．压出半成品质量问题及原因在压出工艺中常见的质量问题有：半成品表面不光滑、焦烧、产生气泡或海绵、厚薄不均、规格不准确和条痕、裂口等。

1．半成品表面不光滑的原因机头和口型的温度低；供胶温度过高或机头温度过高而产生焦烧；牵引输速度慢；胶料热炼不均或返回胶掺混不均；压出速度过快等。

2．焦烧的主要原因胶料配合不当，抗焦烧性差，焦烧时间短；机头温度过高；流胶口过小，机头处有积胶或口型与机头处有死角，造成胶料不流动；螺杆冷却不足；供胶中断，形成空车滞胶。

3．产生气泡或海绵压出速度过快，使胶料中的空气未及排出；原材料含水分和挥发分多；机头温度过高；供胶不足。

ABAQUS中网格划分对于橡胶材料自接触，大变形的收敛性研究曹鹏1，冯德成1，马宏岩1（1.哈尔滨工业大学交通学院）前言橡胶材料在工业界应用广泛，是非常多工业原件的组成材料。

典型的橡胶原件为橡胶，金属复合结构，同时橡胶材料也是轮胎的主要组成部分。

这些原件在使用过程中往往会发生大变形，同时橡胶材料又是一种超弹性材料，可以承受巨大的变形而不破坏，卸载以后变形可以回复。

这种材料属性使得橡胶类材料区别于金属类，混凝土类材料。

在国际通用的有限元软件abaqus上为模拟橡胶类材料准备了丰富的材料库。

abaqus软件的6.9-2版本可以提供Mooney—Rivlin，Neo Hooke，Ogden，Polynomial等多种方式来方便用户定义各种实验或理论确定的超弹性模型来模拟橡胶材料的独特力学特性。

1橡胶材料的大变形由于橡胶材料能够承受的大变形能力使得橡胶材料在受力过程中发生了巨大的变形，导致在有限元计算中由于网格变形过大，单元发生严重扭曲从而导致了计算不收敛（收敛问题一般发生在standard中）。

同时在橡胶变形过程中，一般会发生自接触，这样更加剧了一些橡胶类材料在有限元计算中过早停止收敛，无法得到准确模拟的不良后果。

为了解决这一问题，很多针对于abaqus软件的计算橡胶类材料的方法被提出，如文献[1]中介绍了一种采用python语言书写脚本文件在计算过程中提前有限元网格，并重新划分的方法，取得了良好的效果。

高密度的网格也是解决网格收敛性的一个主要方法，但是这样方法会增加计算成本，同时这种方法对于自接触+网格奇异时往往获得不了很好的效果。

采用explicit来模拟橡胶材料的变形也是一种可以替代的方案，但是收敛性却只能通过最小时间步长来确定，同时计算时间巨大。

从文献[1]的观点可以认为，网格调整对于保证这种大变形材料计算结果的收敛性具有重要的作用。

众所周知，固体力学中一般材料拉格朗日坐标来定义控制方程。

这样的行为使得材料限制在网格当中，如果网格变形过大则有限元网格投射到整体坐标系下时可能发生退化，如局部坐标系下的四节点等参元在总体坐标系下退化为三节点次参云，如果反应在abaqus软件中会提醒负特征值或零主元。