技術鄰?>? CAE仿真?>? Ansys ,復合材料 ,高分子材料 橡膠顯示動力學分析中其本構關系模型應如何選用,有和差異? 50 瀏覽:2400 回答:5 橡膠本構關系模型共有兩大類:Yeoh模型、Ogden模型(mooney-rivlin 模型為N=1時Ogden模型的特例),不太明白這兩種模型的差異是什么,又該如何選用呢
橡膠等超彈性材料的本構模型,大致可分為兩大類:基于應變能函數的唯象模型和基于分子鏈網絡的統計模型。 唯象模型又可分為兩類。一類是以應變不變量表示的應變能密度函數模型,這類模型在處理橡膠彈性時,可以把橡膠材料的變形看成是各向同性的均勻變形,從而將應變能密度函數表示成變形張量不變量的函數,比如:Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型等。另一類是以主伸長表示的應變能函數模型,比如:Valanis-Landel模型、Ogden模型等。 基于分子鏈網絡的統計模型按照分子鏈的統計特性可分為兩類:高斯鏈網絡模型和非高斯鏈網絡模型。其中最具代表性的分子統計學模型包括Treloar模型以及Arruda-Boyce的8鏈模型。 下面對幾種常見的本構模型進行簡要介紹: Mooney-Rivlin模型是一個比較常用的模型,幾乎可以模擬所有橡膠材料的力學行為,Mooney-Rivlin模型適合于中小變形,一般適用于應變約為100%(拉伸)和30%(壓縮)的情況。但該模型不能模擬多軸受力數據,由某種試驗得到的數據不能用來預測其它的變形行為。對于沒有加碳黑的橡膠來說,該模型能得到比較準確的結果,但不能精確模擬加了碳黑的橡膠。Ogden模型與Mooney-Rivlin模型并沒有本質上的區別,僅在有限元分析中根據系數擬合的難易程度選擇合適的模型。 Yeoh模型比較適合模擬炭黑填充NR的大變形行為,并具有用簡單的單軸拉伸試驗數據描述其他變形的力學行為的能力,Yeoh模型能描述隨變形而變化的剪切模型的填料橡膠,如加碳黑后的橡膠。而且,該模型可通過某種簡單變形實驗數據擬合的參數來預測其他變形的力學行為,描述的變形范圍也較寬。但Yeoh模型對等雙軸拉伸實驗的結果不能很好的解釋,不能準確描述小變形時的情況。