橡胶类材料空洞失稳问题的有限变形分析及仿真

发布时间：2017-05-26 17:16

  本文关键词：橡胶类材料空洞失稳问题的有限变形分析及仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：橡胶材料属于高分子材料,因其具有的诸多优良特点,在工程领域及日常生活领域都具有及其广泛的应用。其超弹性、大变形等力学性能特点更是成就了此类材料的不可替代性。因此对于橡胶类材料的研究及分析具有必要的理论意义及工程价值。本论文利用有限变形基本理论,在高玉臣所提出的橡胶类材料应变能函数的基础上,构造了一种新的橡胶类材料的本构模型,并利用此本构模型对橡胶类材料的空洞失稳问题进行有限变形分析及仿真。首先,利用构造出的新本构模型对在基本载荷作用下的橡胶材料进行有限变形分析,并分别讨论本构参数n和α对其变形的影响。其次,利用所构造的本构模型对带有中心空洞的橡胶球体受均匀拉伸时的有限变形问题进行了分析,并将所构造的本构模型简化为Mooney-Rivlin模型和Neo-Hooken模型对带中心空洞的橡胶球体进行了有限变形分析,得到了应力与主伸长的关系曲线。最后,利用ABAQUS软件调用FORTRAN编写的针对新本构模型的用户子程序,对带有空洞的橡胶颗粒进行有限元模拟。得出空洞大小、形状与主伸长之间的关系及应力与主伸长之间的关系,并将此有限元解与理论解相比较,验证了理论解的正确性。通过本课题的研究,可以使人们对含中心空洞橡胶球体的力学性能在理论、计算和模拟仿真等方面有深刻的理解和认识,对于丰富和发展有限变形理论具有一定的指导意义。
【关键词】：含空洞橡胶球体 有限变形分析 数值模拟 用户子程序
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ330.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 本文的立项背景8
• 1.2 课题的研究目的及意义8-9
• 1.3 研究现状及发展趋势9-12
• 1.3.1 橡胶材料的空洞失稳9-10
• 1.3.2 橡胶类材料本构关系的研究现状10-12
• 1.4 本文的主要研究内容12-14
• 第二章 有限变形的基本理论及描述橡胶类材料的本构方程14-24
• 2.1 几何方程14-18
• 2.2 静力平衡方程18-19
• 2.3 描述橡胶材料的本构方程19-24
• 第三章 基本载荷作用下橡胶类材料的力学性能研究24-30
• 3.1 材料六面体单元的单轴拉伸情形24-27
• 3.2 双轴拉伸27-28
• 3.3 本章小结28-30
• 第四章 橡胶类材料空洞失稳问题的有限变形分析30-38
• 4.1 问题描述30-33
• 4.2 Neo-Hooken材料情形33-35
• 4.3 Mooney-Rivlin材料情形35-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 橡胶类材料空洞失稳问题的数值模拟与仿真38-62
• 5.1 有限元分析软件ABAQUS及用户子程序的介绍38-39
• 5.1.1 ABAQUS介绍38
• 5.1.2 UHYPER子程序38-39
• 5.2 中心带有球形空洞的橡胶颗粒的数值模拟与仿真分析39-46
• 5.2.1 利用ABAQUS建立有限元模型39-40
• 5.2.2 仿真结果及后处理40-42
• 5.2.3 参数n的改变对材料特性的影响42-44
• 5.2.4 参数 α 的改变对材料特性的影响44-46
• 5.3 球形空洞内径r变化的情形46-48
• 5.4 椭球形空洞内径a恒定、b=c值变化的情形48-57
• 5.5 Mooney-Rivlin材料的模拟与仿真57-60
• 5.6 本章小结60-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;化学工业出版社橡胶类图书[J];世界橡胶工业;2006年07期

2 ;化学工业出版社橡胶类图书介绍[J];世界橡胶工业;2006年08期

3 王振清，，史守峡;不可压缩橡胶类材料裂纹尖端应力应变场[J];应用数学和力学;1996年08期

4 ;化学工业出版社橡胶类图书[J];世界橡胶工业;2006年04期

5 ;化学工业出版社橡胶类图书[J];世界橡胶工业;2006年06期

6 ;化学工业出版社橡胶类图书介绍[J];世界橡胶工业;2007年02期

7 ;化学工业出版社橡胶类图书介绍[J];世界橡胶工业;2007年03期

8 ;化学工业出版社橡胶类图书介绍[J];世界橡胶工业;2007年04期

9 ;化学工业出版社橡胶类图书介绍[J];世界橡胶工业;2007年06期

10 安群力,危银涛,杨挺青;一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型[J];应用力学学报;2001年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 余利丹;金天付;尹征南;肖衡;;基于单轴数据决定橡胶类材料多轴刚性化有界超弹性势[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王勇;橡胶类材料的分叉问题研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 井源;橡胶类材料空洞失稳问题的有限变形分析及仿真[D];河北工业大学;2015年

  本文关键词：橡胶类材料空洞失稳问题的有限变形分析及仿真，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：397563