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橡膠超彈-黏彈模型建立及結構動態響應

初紅艷; 孫冬明; 陳其; 蔡力鋼 北京工業大學先進制造與智能技術研究所先進制造技術北京市重點實驗室; 北京100124
  • 橡膠
  • 黏彈性
  • 超彈性
  • 參數辨識
  • 本構模型

摘要:為了研究橡膠結構的動態響應,需要準確建立本構模型.通過動態熱機械分析儀(dynamic thermomechani-cal analysis,DMA)測試圓盤形橡膠試樣,獲得橡膠黏彈因子、儲能模量、損耗模量等力學數據,建立超彈-黏彈本構模型,超彈模型表征橡膠的大變形特性,黏彈模型表征橡膠的滯后效應,其中黏彈模型參數是通過利用 ANSYS 擬合 DMA 實驗所得松弛曲線數據獲得,超彈模型參數是通過利用經驗公式辨識得到.建立與實驗條件一致的動力學仿真模型,實驗數據與仿真數據的誤差較小,在合理范圍內,驗證了通過上述方法辨識模型參數所建立超彈-黏彈本構模型的正確性.仿真獲得了圓盤形橡膠試樣、立方塊橡膠試樣分別在周期性扭轉載荷和垂直載荷作用下的應力、應變、損耗等響應特性,并驗證了所建立本構模型的適用性.通過研究立方塊橡膠試樣在超彈-黏彈本構模型、線彈-黏彈本構模型、單一的超彈本構模型下的動態響應特性,表明了本構模型的選擇對橡膠結構動態響應分析的重要性,為工程實際問題中橡膠本構模型的選擇提供參考.

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北京工業大學學報

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