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Abaqus有限元軟件在分析橡膠等超彈性材料具有顯著優勢，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。

我們憑借深厚的材料力學背景與仿真經驗，提供專業的參數擬合服務，將試驗數據轉化為可直接用于仿真的高精度材料本構模型。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。

【iSolver案例分享52】復合材料層合板彈性拉伸仿真 引言：復合材料由于其優異的性能，廣泛用于各個領域。結構有限元軟件iSolver已發展到一定階段，現采用結構有限元軟件iSolver進行結構分析，iSolver可使用全自主的前后處理或者Abaqus作為前后處理工具。

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

進行了一系列材料測試，包括單軸拉伸試驗、雙軸拉伸試驗和剪切試驗。 經過一系列數據擬合試驗表明，對于該材料試驗數據，雙參數“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數據的效果優于其他模型，決定采用雙參數Mooney-Rivlin模型。

在 Abaqus 仿真環境中，針對軟體機器人的超彈性材料本構，主要存在兩種主流賦予方式：一是直接調用內置的Mooney-Rivlin 應變勢能模型，適用于常規彈性體（如硅橡膠）的快速仿真；二是通過UHYPER.for 用戶子程序自定義應變勢能，適配新型超彈性材料（如梯度彈性體、仿生彈性體）的特殊力學行為。

（2）（3）其中，P為實驗得到的軸向拉伸力，A為試件實驗段原始橫截面積，L0為實驗觀測段有效長度，1為實驗得到的拉伸位移。該材料在屈服點之前粘彈性段存在一定的差異，而屈服點之后材料存在應變硬化的現象，并且在斷裂之前材料沒有出現類似金屬的應力衰減現象。

ABAQUS有幾種超彈性材料模型，可以捕捉大多數商業橡膠的響應。描述模型的參數可以很容易地與實驗數據進行擬合和對比。例如，您可以進行拉伸測試，然后在ABAQUS中使用該測試數據作為輸入。內部通過數值擬合自動獲得參數。ABAQUS支持四種實驗：單軸拉伸、等軸拉伸、剪切和體積試驗。粘彈性橡膠材料中另一個非常重要的特性叫做粘彈性。

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。

在工程仿真時對于彈塑性本構采用兩種方式：一種是將彈性階段和硬化階段簡化為兩個線性過程，因此稱為雙線性材料模型（點擊參考文章《材料模型》）；另一種是將整個應力應變實驗數據導入材料模型中。超彈性材料本構，超彈性材料實際上是一種非線彈性，材料可以產生較大的應變并能完全恢復，典型的例子就是橡膠材料，超彈性材料一般會表現為不可壓縮性，即泊松比接近0.5。

注意：仿真軟件計算結果中的應力應變都是真實的應力應變，而非工程應力應變。各向同性>超彈性：常見材料有粘膠和橡膠，一般使用超彈性材料本構Ogden，Mooney-Rivlin，Neo-Hookean，Yeoh model等超彈性本構進行模擬；典型的超彈性材料應力應變曲線如上圖所示，可以看出，小變形階段類似于彈性材料，大變形階段，剛度急劇增加。

超彈性是聚合物和生物材料的一種特征性材料行為，例如橡膠、靜脈和腦組織。一個共同特征是超彈性材料通常會發生較大的變形。它需要特殊的材料模型和材料性質校準，以考慮超彈性行為。 在本案例中，超彈性通過Mooney-Rivlin材料模型進行建模。提供多組實驗測試數據用于材料性質校準。按照說明文件復現校準過程。之后，對樣品進行拉伸和扭轉模擬，獲得力矩與旋轉曲線。

圖6：剪切模型與實際剪切結果的比較03材料卡片定制國高材分析測試中心聯合行業仿真機構，為客戶提供材料力學性能樣件測試及仿真軟件材料卡片生成服務，具體內容如下：1.按照客戶的技術要求，進行高分子材料試驗（單向拉伸，缺口拉伸，剪切，雙向拉伸，沖孔，三點彎等）。

核心測試單軸拉伸、平面拉伸/純剪切、等雙軸拉伸、體積壓縮。工程價值為Yeoh、Ogden等超彈性本構模型提供全面的擬合數據，并表征循環加載下的應力軟化行為，確保模型在復雜變形模式下的預測精度。我司測試獲得的典型材料拉伸試驗應力應變曲線核心疲勞性能與耐久性邊界從斷裂力學與裂紋萌生兩個角度系統研究材料的疲勞發展歷程。

密度是質量與體積的比值，在碰撞仿真和NVH分析中尤為重要——不同單位制模型中，密度參數容易出現數量級錯誤，導致分析結果嚴重失真。屈服強度是材料從彈性變形進入塑性變形的臨界點。拉伸過程中，材料在屈服點之前僅產生彈性變形；過了屈服點則進入塑性階段，產生永久不可恢復的變形。

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。