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期刊信息
  • 中国标准连:ISSN1005-2895
  • 续出版物号: CN 33-1180/TH
  • 主管单位:轻工业杭州机电设计研究院有限公司
  • 主办单位:轻工业杭州机电设计研究院有限公司、中国轻工机械协会、中国轻工业机械总公司
  • 社  长:刘安江
  • 主  编:黄丽珍
  • 地  址:杭州市余杭区高教路970号西溪联合科技广场4-711
  • 电子邮件:qgjxzz@126.com
理事单位          MORE>>
祖洪飞, 李召兵, 彭来湖.基于聚氨酯弹性体位移传感器的有限元分析及实验[J].轻工机械,2021,39(5):25-31
基于聚氨酯弹性体位移传感器的有限元分析及实验
Finite Element Analysis and Experiment of Displacement Sensor Based on Polyurethane Elastomer
  
DOI:10.3969/j.issn.1005 2895.2021.05.005
中文关键词:  聚氨酯弹性体位移传感器  有限元分析  Ogden本构模型  ABAQUS软件
英文关键词:polyurethane elastomer displacement sensor  FEA(Finite Element Analysis)  Ogden constitutive model  ABAQUS software
基金项目:浙江省重点研发计划(2019C01038);浙江省自然科学基金资助项目(LQ20E050020);浙江理工大学科研启动基金项目(18022219 Y);浙江理工大学青年创新专项(20022119 Y);2020年度浙江省博士后科研择优资助项目(ZJ2020102)。
作者单位
祖洪飞, 李召兵, 彭来湖 浙江理工大学 浙江省现代纺织装备技术重点实验室 浙江 杭州310018 
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中文摘要:
      为揭示聚氨酯弹性体位移传感器固定端应变与运动端位移、扭转之间的关系,课题组基于橡胶类材料单轴拉伸实验得到的应力应变关系,通过数据拟合后确定最适合聚氨酯弹性体材料的Ogden本构模型及参数。用ABAQUS软件建立了聚氨酯弹性体位移传感器的非线性有限元模型,分析运动端位移和扭转情况下传感器的应力、应变和位移变化规律。研究表明:随着运动端位移和扭转的加载,固定端的应变随之增加,当位移达到30 mm时,最大应变出现在距离固定端4 mm处;当扭转达到15°时,最大切应变区域为整个弹性体发生扭转变形部分;此分布规律指导了传感器设计中应变片布置方案。将传感器仿真与测量实验数据对比,误差在10%以内,符合传感器要求。
英文摘要:
      To reveal the relationship between the strain at the fixed end of the polyurethane elastomer displacement sensor and the position and torsion of the moving end, based on the stress strain relationship obtained from the uniaxial tensile experiment of rubber materials, the most suitable Ogden constitutive model and material parameters were determined by data fitting. The non linear finite element model of the polyurethane elastomer displacement sensor was established with ABAQUS software, and the stress, strain and displacement change laws of the sensor under the displacement and torsion of the moving end were analyzed. The study shows that the strain at the fixed end increases with the loading of displacement and torsion of the moving end. When the displacement reaches 30 mm, the maximum strain appears at a distance of 4 mm from the fixed end; when the torsion reaches 15°, the maximum shear strain area is in the entire elastic body deformation part. This distribution law guides the placement of the strain gauges in the sensor design. Comparing the sensor simulation with the experimental data, the error is within 10%, which meets the requirements of the sensor.
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