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怎样在Abaqus中定义橡胶等超弹性材料?

有限元: 2021-04-08 08:43:59 阅读数: 97 分享到:
超弹性材料如橡胶等在工业、建筑和国防中隔震、绝缘等方面具有广泛应用,如汽车悬置、舰船、航天器隔振器等。

橡胶材料的应力-应变行为是弹性的,它们能承受100%的大变形而不产生塑性变形和断裂,但是具有高度的非线性,在大变形时应力陡然上升。这种材料行为称为超弹性(hyperelasticity)。


橡胶本构关系非常复杂。在大量的实验数据的基础上,人们建立起来很多理论模型来描述橡胶的力学特征。Abaqus有限元软件在分析橡胶等超弹性材料具有显著优势,为用户提供了多种橡胶材料的本构模型,用户可以根据实验数据和材料的力学行为特征做出选择。通过拟合实验数据,确定所选本构方程中的系数,这些过程在程序中可自动完成。

由于超弹性体的特殊性质,基于杨氏模量和泊松比所建立的本构模型不再满足对大变形行为的描述,我们用应变势能(strain energy/potential)来表达超弹性材料的应力-应变关系。

Nominal Stress
Nominal Strai
0
0
0.2021
0.1117
0.3936
0.2011
0.6064
0.3128
0.7979
0.4916
1.0213
0.72626
1.4787
1.35195
1.7766
1.9777
2.5638
3.9777

以上是一组超弹性材料单轴拉伸实验数据,接下来就为大家演示怎样在Abaqus中定义超弹性材料。

1. 在Abaqus中新建材料



2. 选择未知应变势能模型,输入单轴拉伸实验数据



3. 输入上表中的名义应力(nominal stress)和名义应变(nominal stress)实验数据。



4.对实验数据进行拟合。



5. 得到拟合的曲线,可知R-PCLY-N3曲线与实验数据最为吻合,可选择此模型。



6. 选择Reduced-Polynomial-N3模型,这样超弹性材料就定义好了。




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