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基于經驗公式的不同硬度下橡膠Mooney?Rivlin模型本構參數的確定方法—使用LS-DYNA隱式算法進行準靜態(tài)橡膠壓縮數值模擬一、引言 橡膠材料的力學特性一般是通過材料力學性能試驗得到應力-應變數據，之后擬合相應的本構模型來得到其材料系數，然而這組系數只能在橡膠相應的實驗應變范圍內使用，一旦超出實驗應變范圍，這組系數就不再可靠。

橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應用于各個工程領域的減振制品中。對于一些結構簡單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導或工程經驗算法在設計初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計算結果往往與試驗存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計的，其具有一定的工業(yè)應用價值。

圖1 超彈性材料數據的輸入圖2 材料評估 用戶可以在Abaqus/CAE 中輸入下列實驗數據：1）單軸拉伸/壓縮實驗（uniaxial tension/compression test data）；2）等雙軸拉伸/壓縮實驗（biaxial tension/compression test data）；3）平面拉伸/壓縮實驗（檢驗純剪行為）（planar tension

圖1 超彈性材料數據的輸入圖2 材料評估 用戶可以在Abaqus/CAE 中輸入下列實驗數據：1）單軸拉伸/壓縮實驗（uniaxial tension/compression test data）；2）等雙軸拉伸/壓縮實驗（biaxial tension/compression test data）；3）平面拉伸/壓縮實驗（檢驗純剪行為）（planar tension

在大量的實驗數據的基礎上，人們建立起來很多理論模型來描述橡膠的力學特征。Abaqus有限元軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優(yōu)勢，為用戶提供了多種橡膠材料的本構模型，用戶可以根據實驗數據和材料的力學行為特征做出選擇。通過擬合實驗數據，確定所選本構方程中的系數，這些過程在程序中可自動完成。

Abaqus有限元軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優(yōu)勢，為用戶提供了多種橡膠材料的本構模型，用戶可以根據實驗數據和材料的力學行為特征做出選擇。通過擬合實驗數據，確定所選本構方程中的系數，這些過程在程序中可自動完成。

本篇文章展示ABAQUS軟件在仿真橡膠墊的超彈性變形行為及應力松弛現象的功能，應力釋放模型采用應力釋放實驗數據，超彈性模型為Mooney-Rivlin超彈性力學模型： 在軟件進行模型裝配，裝配后如圖1所示。

超彈性本構參數擬合我們支持擬合Yeoh, Ogden, Mooney-Rivlin 等主流超彈性本構模型。我們的專家會基于您的材料行為，推薦并校準最合適的模型，確保其在您關注的應變范圍內達到最佳擬合精度。

[5] 李曉芳，楊曉翔.橡膠材料的超彈性本構模型[J].彈性體，2005,15 (1):50-58.[6] 朱艷峰，劉鋒，黃小清，等.橡膠材料的本構模型[J].橡膠工業(yè)，2006,53(2):119-125文章來源特種橡膠制品. 2023,44(05)

對于橡膠超彈體進行模擬仿真應該首要進行材料曲線的擬合工作，主流CAE仿真軟件都提供了曲線擬合工具，可以幫助把實驗數據轉化成各種超彈模型能使用的應變能量密度函數系數。對于超彈體的試驗數據種類可以選擇圖1中所示的多種或者至少一種，一般認為能夠提供的數據種類越多，擬合的曲線越能表現真實橡膠特性，但對于以壓縮為主的仿真計算項目，建議試驗數據應該包括單軸壓縮或等雙軸拉伸。

導讀如果您正在為橡膠件大變形仿真（例如：橡膠襯套的非線性剛度仿真）不準而困擾，或苦于缺乏高質量的等雙軸拉伸應力-應變數據來標定橡膠超彈性本構模型，那么這項正支撐國家標準制訂和驗證的創(chuàng)新測試方法，可能是您一直在尋找的答案。

11月11日，Ansys官方『Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預約學習?? 時間：11月11日（星期二），16：00-17：00內容簡介：本次網絡研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構的選取

圖5應力云圖5結論本案例針對橡膠圈進行了一個簡單的大變形分析，從應力云圖來看，仿真結果很好模擬了橡膠圈在壓縮時候的大變形行為，后續(xù)可以單獨提取最大變形處的應力應變曲線等，對產品的設計有一定的參考意義。

本案例圖文指導干涉配合與橡膠壓縮，并對典型錯誤給出分析解決辦法。 問題描述 頂部受壓縮載荷作用；結構形態(tài)如下圖所示。材料信息除橡膠套以外均以解析剛體模擬，橡膠以超彈性模擬。

本案例圖文指導干涉配合與橡膠壓縮，并對典型錯誤給出分析解決辦法。 問題描述 頂部受壓縮載荷作用；結構形態(tài)如下圖所示。材料信息除橡膠套以外均以解析剛體模擬，橡膠以超彈性模擬。

本文就以O形密封圈為例帶你學習橡膠制品仿真分析：1、模型描述：如圖1所示，簡易的管道連接示意圖，右圖為左圖的刨面圖。這樣我們可以清晰的到藍色部分為壓頭，金屬材質；灰色部分為密封槽，金屬材質；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質。

材料屬性包括Mullins效應、永久變形(用金屬塑性材料模型模擬)、超彈性(Yeoh材料模型)。Mullins效應是填充橡膠材料發(fā)生變形時產生的應力軟化現象。本例包括以下三方面的分析： (1)材料屬性的校準 已知的數據包括一組單向試驗數據、一組應力-塑性應變試驗數據、0.099/0.26/0.51應變水平的加載/卸載循環(huán)變形試驗數據。

導讀：橡膠材料由于其獨特的物理和化學的特性（如超彈性，粘彈性且柔軟性、耐磨性、絕緣性和阻隔性等），使得其在工程上得到了非常廣泛應用，這一點在汽車行業(yè)尤為明顯。縱觀過去近200年的歷史，硫化橡膠的誕生直接推動了汽車革命。如今在我們的汽車中，橡膠制品早已是“汽車的半條命”。就拿我們常見的桑塔納轎車來說，其就擁有270多個橡膠密封制品，而這些橡膠組件的性能直接決定了汽車的性能和安全。