显式模拟类橡胶材料Mullins效应滞回圈

论文摘要

通过显式、直接的方法提出一个多轴可压缩应变能函数,用来模拟类橡胶材料在加载-卸载作用下,由于Mullins效应而产生的应力-应变滞回圈.本文的创新点在于将表征能量耗散的变量引入到应变能函数.新的弹性势具有以下两个特点:第一,在加载情况下,新引入的变量不会对弹性势产生任何影响,因此,只要给出合适的形函数显式表达,3个基准实验,包括单轴拉伸和压缩,等双轴拉伸和压缩,以及平面应变,都可精确模拟;第二,新引入的变量在卸载情况下将被激活.在不同的卸载应力下,变量将发生改变,从而影响弹性势,使其最终产生不同的应力-应变关系卸载曲线,与对应的加载曲线共同构成应力-应变滞回圈.通过对Mullins效应实验数据进行分析和研究,得出了卸载形函数在不同卸载应力下变化的规律,并预测不同卸载应力下的应力-应变关系.最后,我们将得到精确匹配实验数据的数值模拟结果,从而证明本文方法不仅可以精确匹配至少3个基准实验,还可以模拟和预测类橡胶材料在加载-卸载作用下由于Mullins效应而产生的滞回圈.

论文目录

• 引言
• 1 带有耗散的多轴可压缩弹性势
•   1.1 基于对数应变的不变量
•   1.2 单轴弹性势
•     1.2.1 单轴拉伸和压缩
•     1.2.2 平面应变
•   1.3 多轴可压缩弹性势
• 2 新弹性势预测基准实验
•   2.1 单轴拉伸和压缩
•   2.2 等双轴拉伸和压缩
•   2.3 平面应变
• 3 带有软化效应的形函数
•   3.1 Mullins效应滞回圈
•   3.2 单轴拉伸和压缩
•   3.3 等双轴拉伸压缩和平面应变
• 4 数值模拟
•   4.1 基准实验模拟
•   4.2 Mullins效应滞回圈模拟
•   4.3 Mullins效应滞回圈预测
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王晓明,吴荣兴,肖衡

关键词: 显式,类橡胶材料,应变能弹性势,效应,基准实验,滞回圈

来源: 力学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 宁波职业技术学院建筑工程学院,暨南大学力学和建筑工程学院

基金: 宁波职业技术学院人才引进项目(RC201703)

分类号: TB303

页码: 484-493

总页数: 10

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