几种典型的橡胶材料本构模型及其适用性

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材料导报
２０１５年５月第２９卷专辑２５
几种典型的橡胶材料本构模型及其适用性
陈家照，黄闽翔，王学仁，王埏
（第二炮兵工程大学六系，西安７１００２５）摘要介绍了几种典型的橡胶材料超弹性本构模Baidu Nhomakorabea型，并给出了不同模型的适用范围和局限性。基于应变能函
ｐａｒｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｉｒｒａｎｇｅｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ．Ｌａｒｇｅｓｃｏｐｅｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｎｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂｙｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｙｅｔｌａｃｋｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｔｅ－ｒｉａ１．Ｆｅｗｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａ１ｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｉｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｙｅｔｃａｎｔａｐｐｌｙｔｏｔｈｅｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｆｉｌｌｅｄｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｈｙｂｒｉｄｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎｎｅｔ —
０引言
橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取并经加工后制成的高分子材料。橡胶材料具有良好的粘弹性，在航天工业部门被广泛用作密封、减振部件。橡胶作为一种超弹性材料，其物理化学性能与金属材料有很大差别，具有３个主要特
数的唯象模型能够描述较大的变形范围，但缺乏对材料本质的认识；基于分子统计学理论的本构模型所需的材料参
数少，但不适用于炭黑填充的橡胶材料。此外，基于高斯网络模型与８链模型的混合模型能够描述不同的变形模式，
且精度较高。关键词橡胶本构模型应变能分子统计学混合模型
（６Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００２５）ＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｖｅｒａｌｔｙｐｉｃａ１ａｎｄｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓｏｆｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｏｍ—
点［＝１＿］：
分子链网络的统计模型。本文将对几种常见的本构模型和
改进模型进行简要介绍。
中图分类号：ＴＱ３３０．１
文献标识码：Ａ
ＴｙｐｉｃａｌＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＭｏｄｅｌｓｏｆＲｕｂｂｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＴｈｅｉｒＲａｎｇｅｓｏｆＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣＨＥＮＪｉａｚｈａｏ，ＨＵＡＮＧＭｉｎｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧＸｕｅｒｅｎ，ＷＡＮＧＴｉｎｇ
ｗｏｒｋｍｏｄｅｌａｎｄ８－ｃｈａｉｎｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｃａｎｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｗｉｔｈｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｒｕｂｂｅｒｍａｔｅｒｉａ１，ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌ，ｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｍｏｄｅｌ