超弹性材料直至破坏的本构理论

【作者】 黄争鸣；

【机构】 同济大学航空航天与力学学院；

【摘要】 具有超弹性的橡胶类材料,在很多国计民生部门发挥着举足轻重作用。包括软物质、柔性材料、人体生物软组织等,均可视为超弹性材料,其直到破坏的本构理论迄今尚不够成熟,是各向同性材料力学问题解决方案中的少数例外。现有超弹性本构模型主要用有限项的应变能级数表征其本构关系,如著名的Neo-Hookean模型、Mooney-Revlin模型、Ogden模型…等,皆可归类为应变能级数,由于级数中的系数与实验数据没有一一对应,根据单一测试数据拟合模型中的系数后,预测其它载荷下材料直至破坏的变形有可能失真,甚至发散,这已经在譬如ABAQUS理论手册中有详细说明。作者依据超弹性材料的"各向同性、始终弹性、体积不可压"三大特性,建立了增量型超弹性本构理论,其中的材料参数与实验数据皆一一对应,根据任何单一实验数据拟合材料参数后,预测其它载荷下直到破坏的变形都与实验曲线吻合良好。为这类材料力学问题的解决提供了一个有效方案。更多还原