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?yàn)槠淠艹惺艽笞冃蔚奶匦允沟盟诤芏囝I(lǐng)域是不可或缺的。橡膠材料在人們的日常生活及汽車、機(jī)電、石化、建筑、航空航天等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)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(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用有限變形基本理論，對高玉臣提出的本構(gòu)模型進(jìn)行修改，給出了一個(gè)新的超彈性本構(gòu)模型。在不可壓縮條件下，當(dāng)n=1，α=1時(shí)，新的本構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為Mooney模型；當(dāng)n=1,α=0時(shí)，新本

2、構(gòu)模型即轉(zhuǎn)化為Neo-Hookean模型。
　　首先，基于修改后的本構(gòu)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(jìn)行了分析，分析討論了本構(gòu)參數(shù)n、對其變形程度的影響，結(jié)果表明本構(gòu)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(gòu)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(yīng)變之間的關(guān)系，同時(shí)也討論了本構(gòu)參數(shù)n、對此關(guān)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(gòu)模型的用戶子程序，調(diào)用此子程序?qū)ο鹉z圓管進(jìn)行有限元模擬。得到了內(nèi)壓與環(huán)向應(yīng)變之間的關(guān)系及環(huán)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)變之間的關(guān)系，并將此有限元解與理論解相比較，驗(yàn)證了理論解的正確性。
　　最后，采用新的本構(gòu)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(jìn)行了分析，得出了內(nèi)壓與主伸長之間的關(guān)系，同樣討論了本構(gòu)參數(shù)n、α對此關(guān)系的影響。結(jié)果顯示本構(gòu)參數(shù)影響了材料的剛度，與前面的結(jié)果是類似的。從而證明了新的本構(gòu)