內(nèi)壓作用下橡膠圓管的有限變形分析與數(shù)值模擬.pdf

1、橡膠材料是一類具有特殊性質(zhì)的超彈性高分子材料。因為其能承受大變形的特性使得它在很多領域是不可或缺的。橡膠材料在人們的日常生活及汽車、機電、石化、建筑、航空航天等領域都有廣泛的應用。因此研究橡膠材料的有限變形問題既有理論意義也有其工程應用價值。
　　本文采用有限變形基本理論，對高玉臣提出的本構模型進行修改，給出了一個新的超彈性本構模型。在不可壓縮條件下，當n=1，α=1時，新的本構模型轉(zhuǎn)化為Mooney模型；當n=1,α=0時，新本

2、構模型即轉(zhuǎn)化為Neo-Hookean模型。
　　首先，基于修改后的本構模型對橡膠材料的單軸拉伸和雙軸拉伸等基本有限變形問題進行了分析，分析討論了本構參數(shù)n、對其變形程度的影響，結果表明本構參數(shù)控制了材料的剛度，參數(shù)越大剛度則越大。
　　其次，利用新的本構模型討論了內(nèi)壓作用下橡膠圓管的有限變形問題。得出了內(nèi)壓與環(huán)形應變之間的關系，同時也討論了本構參數(shù)n、對此關系的影響；利用ABAQUS軟件提供給用戶自定義材料屬性的FORTRA

3、N程序接口，編寫了針對于新本構模型的用戶子程序，調(diào)用此子程序?qū)ο鹉z圓管進行有限元模擬。得到了內(nèi)壓與環(huán)向應變之間的關系及環(huán)向應力與環(huán)向應變之間的關系，并將此有限元解與理論解相比較，驗證了理論解的正確性。
　　最后，采用新的本構模型，對不可壓縮超彈性橡膠薄膜受內(nèi)壓膨脹的有限變形問題進行了分析，得出了內(nèi)壓與主伸長之間的關系，同樣討論了本構參數(shù)n、α對此關系的影響。結果顯示本構參數(shù)影響了材料的剛度，與前面的結果是類似的。從而證明了新的本構