螺杆泵定子橡胶力学试验及本构模型研究

对螺杆泵定子橡胶材料分别进行不同温度下常规与油浸介质下的单轴拉伸与平面剪切试验。基于试验数据,运用ABAQUS软件,对常规与油浸定子橡胶不同温度下的单轴拉伸与平面剪切组合的应力-应变状态分别采用M-R,Yeoh,Ogden,A-B和VDW五种本构模型进行拟合对比分析,确定出拟合效果较好的螺杆泵定子橡胶材料本构模型为Ogden模型且50℃下模型参数较优。     

高阻尼橡胶支座的本构模型研究综述

从弹塑性和超弹性两方面进行了高阻尼橡胶本构理论的推导,综述并对比分析了普通橡胶材料分别基于热力学统计和唯象学建立的常用超弹性本构模型,并以普通橡胶材料本构模型为基础,考虑高阻尼橡胶在大变形下的强化、应变历史相关性以及速度相关性,总结了目前较能精确模拟高阻尼橡胶支座受力特性的几种本构模型,以期为高阻尼橡胶支座的力学性能研究提供理论参考和依据。     

有限变形下橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

基于唯象学原理提出一种适用于橡胶材料在有限应变条件下的非线性高弹-粘弹性本构模型。该模型将应力拆分为两部分:基于Yeoh模型计算得到的高弹性应力和由Boltzmann叠加原理计算得到的带有率依赖性的粘弹性应力。该本构模型中具有应变依赖性的高弹性应力通过修正Zener模型中的非线性弹簧表示,具有时间及应变依赖性的粘弹性应力通过修正Zener模型中的非线性Maxwell模型表示。利用此本构模型模拟不同应变下的拉伸、回复、应力松弛及多步松弛的复杂加载过程,与试验结果的吻合性良好,说明该本构模型合理、可靠。     

橡胶材料的超弹性本构模型

首先对橡胶材料的超弹性理论进行了简单的总结，然后从分子统计热力学和连续介质力学两方面综述了国内外一些经典的有代表性的橡胶材料不可压缩本构模型，同时还介绍了这些本构模型的适用范围和应用局限性，阐述了橡胶材料可压缩性对本构模型的影响。     

本构方程对橡胶材料裂纹尖端J积分有限元分析结果的影响

以电子万能试验机得到的橡胶材料的应力-应变曲线为原始数据,在Abaqus有限元分析软件中拟合了17种高弹性本构方程,对比了各本构模型的拟合结果和稳定性,分别将其作为材料模型,对含裂口的纯剪切试件裂纹尖端的J积分进行分析,并将计算结果与实验数据进行了对比。研究表明,本构模型对于裂纹尖端的J积分数值影响较大,各个模型的分析精度有所不同,故在橡胶材料的有限元分析中需要特别注意材料模型的选取。     

橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合

使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型的研究

建立橡胶材料的非线性高弹-粘弹性本构模型。高弹-粘弹性本构模型的总应力可分解为弹性应力与粘性应力之和,考虑到应力松弛的影响,将粘性应力分解为在加载与卸载过程中应变变化产生的粘性应力与应力松弛产生的反作用力之和。对比测试与模拟数据以验证本构模型的可靠性。结果表明:本构模型能同时模拟加载、卸载与应力松弛过程,应力松弛与多步应力松弛试验也验证了本构模型的非线性与对时间的依赖性,进一步说明本构模型的可靠性与合理性。     

橡胶材料黏弹本构关系研究综述

主要从橡胶材料黏弹性能的影响因素、黏弹本构模型及与黏弹本构关系相关的试验3个方面对国内外橡胶材料黏弹本构关系的研究现状进行了系统的总结和分析,并对橡胶材料黏弹本构关系未来的发展方向提出了建议。     

填充橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合

使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。     

有限变形下的橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文基于唯象学原理提出了一种适用于橡胶材料在有限应变条件下的非线性高弹-粘弹性本构模型,该模型将应力拆分为两部分：第一部分基于Yeoh模型计算得到的高弹性应力;第二部分由Boltzmann叠加原理计算得到的带有率依赖性的粘弹性应力。该本构模型中应变依赖性的高弹性应力通过修正Zener模型中的非线性弹簧表示,时间及应变依赖性的粘弹性应力通过修正Zener模型中的非线性Maxwell模型表示。利用提出的高弹-粘弹性本构模型模拟不同应变条件下的拉伸、回复、应力松弛及多步松弛在内的复杂加载过程,并与实验值对比,结果表现出良好的吻合性,说明该本构模型的合理、可靠。