基于能量密度等效的超弹性压入模型与双压试验方法

发布时间：2021-06-20 20:02

　　针对超弹性材料压入问题,本文基于能量密度中值等效原理,提出了描述球、平面、锥3类压头独立压入下载荷、深度、压头几何尺寸和Mooney-Rivlin本构关系参数之间关系的半解析超弹性压入模型（semi-theoretical hyperelastic-material indentation model, SHIM）,进而提出了球、平面、锥压入组合的双压试验方法 （indentation method due to dual indenters, IMDI）.正向验证表明,基于系列超弹性材料的本构关系参数,由SHIM分别预测的球、平面、锥3类压入下的载荷-位移曲线与有限元分析（finite element analysis, FEA）结果之间密切吻合;反向验证表明,基于系列超弹性材料的FEA条件本构关系下3类压入的载荷-位移曲线,由双压试验方法预测的Mooney-Rivlin本构关系与FEA条件本构关系密切吻合.针对3种超弹性橡胶,完成了球、平面、锥压入试验,应用双压试验方法获得的3组Mooney-Rivlin本构关系均与单轴拉伸试验结果吻合良好. 

【文章来源】：力学学报. 2020,52(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

有限元轴对称模型

变形系数k1,k2随cosθ的变化曲线

对1.3节计算中采用的30种材料本构关系参数,可通过SHIM预测得到材料分别在3类压头压入下的P-h压入曲线,图3示出了SHIM预测的P/P*-h/D压入曲线与FEA分析曲线,可见30种材料条件下两者之间密切吻合,SHIM有很好的P-h压入曲线预测精度,并有很强的材料普适性.2.2 反向验证:应力-伸长比关系比对

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺杆定子衬套热老化本构参数及内腔变形规律研究[J]. 石昌帅,陈凯林,祝效华.  润滑与密封. 2019(04)
[2]一种新的橡胶材料弹性本构模型[J]. 魏志刚,陈海波.  力学学报. 2019(02)
[3]金属材料的强度与应力–应变关系的球压入测试方法[J]. 张志杰,蔡力勋,陈辉,包陈,刘晓坤.  力学学报. 2019(01)
[4]弹簧-金属丝网橡胶组合减振器迟滞力学模型及实验研究[J]. 邹广平,张冰,唱忠良,刘松.  力学学报. 2018(05)
[5]一种改进的Yeoh超弹性材料本构模型[J]. 李雪冰,危银涛.  工程力学. 2016(12)
[6]橡胶材料的超弹性本构模型[J]. 李晓芳,杨晓翔.  弹性体. 2005(01)



本文编号：3239838