连载（82）：三种“弹性”及Abaqus软件中的定义方法
在材料力学和有限元分析中，线弹性、超弹性和黏弹性是描述材料不同力学行为的本构模型。以下是它们的定义及在Abaqus软件中的实现方式：
1. 线弹性（Linear Elasticity）
- 定义：
线弹性材料在小变形下遵循胡克定律，应力与应变成线性关系，卸载后完全恢复原状。通常用弹性模量（Young's modulus）和泊松比（Poisson's ratio）描述。
- Abaqus中的定义：
在材料属性模块中，选择Elastic→ Linear Elastic，输入以下参数：
- 弹性模量（Young's Modulus）
- 泊松比（Poisson's Ratio）
- （可选）热膨胀系数等。
2. 超弹性（Hyperelasticity）
- 定义：
超弹性材料适用于大变形（如橡胶、聚合物），在卸载后完全恢复，但应力-应变关系为非线性。常用模型包括 Mooney-Rivlin、Ogden、Neo-Hookean 等，基于应变能密度函数描述。
- Abaqus中的定义：
1. 在材料属性中选择 Elastic→ Hyperelastic。
2. 选择应变能函数类型（如 Mooney-Rivlin、Ogden），输入实验拟合参数。
3. 可通过 Test Data选项导入单轴、双轴或平面试验数据，软件自动拟合参数。
4. 注意选择适用于分析类型（如不可压缩材料需设置 Incompressible选项）。
3. 黏弹性（Viscoelasticity）
- 定义：
黏弹性材料兼具弹性（瞬时响应）和粘性（时间依赖响应），表现为蠕变、应力松弛等现象。常用模型如 Prony级数（基于松弛模量）或广义Maxwell模型。
- Abaqus中的定义：
1. 在材料属性中添加 Viscoelastic 子选项（位于弹性属性下方）。
2. 选择时间域（Time Domain）模型：
- Prony Series：输入剪切/体积松弛系数及松弛时间。
- Frequency Domain：用于动态分析，定义复数模量。
3. 可选结合 Creep或 Plasticity 模型，模拟更复杂行为。
关键区别与注意事项
- 模型选择：
- 线弹性适用于小变形金属、陶瓷等。
- 超弹性适用于大变形弹性体（如密封圈、轮胎）。
- 黏弹性适用于聚合物、生物组织等时间敏感材料。
- 参数获取：
超弹性和黏弹性参数需通过实验数据拟合，Abaqus提供工具支持（如 Hyperelastic Curve Fitting）。
通过合理选择本构模型并输入准确参数，可在Abaqus中高效模拟材料的复杂力学行为。
