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《Mechanics of Solid Polymers》5 弹性/超弹性

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以下是第五章内容大纲:


5  弹性/超弹性


5.1  引言                                               210


5.2  线性弹性                                         211


5.2.1  各向同性弹性                                  211


5.2.2  各向异性弹性                                  215


5.2.3  正交各向异性弹性                              216


5.2.4  横向各向同性弹性                              217


5.3  各向同性超弹性                                  218


5.3.1  连续介质力学基础                              219


5.3.2  单轴压缩与双轴拉伸的类似性                  225

        

与双轴拉伸                                    


5.3.3  纯剪切与平面张力的类似性                    226


5.3.4  储存能量对 I1 和 I2 的依赖性                  229


5.3.5  自由连接链模型                                232


5.3.6  新胡克模型                                    236


5.3.7  Mooney-Rivlin 模型                            243


5.3.8  Yeoh 模型                                     250


5.3.9  I1 和 I2 模型的多项式                          254


5.3.10  八链模型                                     259


5.3.11  Ogden 模型                                   261


5.3.12  Gent 模型                                    263


5.3.13  Hogan 与 Saccomandi 模型                     268


5.3.14  Knowles 模型                                  274


5.3.15  响应函数超弹性                              277


5.3.16  扩展管模型                                    281


5.3.17  BAM 模型                                      275


5.4  各向同性超弹性模型的预测能力总结              277


5.5  各向异性超弹性                                 281


5.5.1  广义 Fung 模型                                282


5.5.2  基于不变量的各向异性                        282


5.5.3  Bischoff 各向异性八链模型                      283


5.5.4  Bergstrom 各向异性八链模型                    285


5.5.5  Holzapfel-Gasser-Ogden 模型                     287


5.6  超弹性泡沫模型                                   289


5.6.1  Blatz-Ko 泡沫模型                             289


5.6.2  超泡沫模型                                     292


5.7  Mullins 效应模型                                 292


5.7.1  Ogden-Roxburgh Mullins 效应模型                292


5.7.2  Qi-Boyce Mullins 效应模型                      296


5.8  在聚合物建模中使用超弹性                        296


5.8.1  实验测试                                       298


5.8.2  Drucker 稳定性                                299


5.8.3  材料参数的确定                               300


5.8.4  超弹性的局限性                                298


5.9  超弹性代码示例                                  297


5.10  练习                                            304


参考文献                                              304



5.1 引言

        线性弹性和超弹性是两种易于使用且计算高效的本构模型。在这里,如果一个本构模型易于校准并且能够对与校准条件不同的其他加载条件提供稳健的预测,则被认为是可用的。这两类模型都能有效预测不同聚合物的力学行为。接下来的章节将讨论这两类模型背后的理论,以及它们如何应用于聚合物力学问题。
        需要注意的是,尽管本章讨论的超弹性模型对橡胶材料最为有效,但它们也是线性和非线性粘弹性以及粘塑性模型的重要组成部分或基础。因此,超弹性理论具有重要意义,并将在本章中详细讨论。
        本章的最后几部分介绍了传统超弹性模型的扩展,这些扩展能够预测各向异性非线性超弹性行为,以及对Mullins效应的预测,该效应通常在弹性体、热塑性弹性体(TPE)及其他类似弹性材料中观察到。



来源:ABAQUS仿真世界
非线性理论材料
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首次发布时间:2025-01-23
最近编辑:5小时前
yunduan082
硕士 | 仿真主任工程... Abaqus仿真世界
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《Mechanics of Solid Polymers》4.14常用术语

4.14 符号列表 以下是本章和本书其余部分使用的变量列表。这些符号体系与多本教科书相似,特别是参考文献[2]。Symbol描述定义bf单位当前体积的体积力-Bf单位参考体积的体积力-b左柯西-格林张量(空间构型)b = FFTC右柯西-格林张量(参考构型)C = FTFd变形速率张量(空间构型)l = d + we应变张量(空间构型)e = ê(v)e0单位参考体积的内能-ec单位当前体积的内能-ηc单位当前体积的熵-η0单位参考体积的熵-E应变张量(参考构型)E = Ê(U)f力矢量(空间构型)df = tdsF力矢量(参考构型)dF = TdSF变形梯度(二点张量)∂x/∂XJ雅可比行列式-K物体的动能-l空间速度梯度(空间构型)l = grad vniv的特征向量(空间构型)-NiU的特征向量(参考构型)-Ω0参考构型中物体的体积-Symbol描述定义Ωc空间构型中物体的体积-∂Ω0参考构型中物体的表面积-∂Ωc当前构型中物体的表面积-P第一Piola-Kirchhoff应力(二点张量)T = PNPext对物体所做的外功-Pint对物体所做的内功-Ψ单位当前体积的亥姆霍兹自由能Ψ = e0 - θ0η0ψ单位参考体积的亥姆霍兹自由能-q单位当前面积的热流矢量-qn单位当前表面积的热流-Q单位参考面积的热流矢量-Qn单位参考表面积的热流-ρ0参考构型中的质量密度-ρc空间构型中的质量密度-r单位当前体积的热供给率-R单位参考体积的热供给率-R旋转张量(二点张量)F = RU = vRσ空间构型中的柯西应力-s空间构型中的面积元素-S参考构型中的面积元素-S第二Piola-Kirchhoff应力(参考构型)S = F-1σF-Tσi主柯西应力(空间构型)-Symbol描述定义σMMises应力-σTTresca应力-θ0温度(参考构型)-θc温度(空间构型)-t柯西表面牵引(空间构型)t = σnT名义表面牵引(参考构型)T = PNτKirchhoff应力(空间构型)τ = JσU右拉伸张量(参考构型)F = RUv左拉伸张量(空间构型)F = vRv当前构型中材料点的速度dx/dtV参考构型中材料点的速度dX/dtv空间构型中的体积元素-V参考构型中的体积元素-w自旋张量(空间构型)l = d + wx空间构型中的位置矢量-X参考构型中的位置矢量-来源:ABAQUS仿真世界

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